열역학

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열역학 제대로 끝내기 밀폐계 8강

Ch. 4 Energy Analysis of Closed Systems
작성자
Godjunpyo (관리자)
작성일
2023-01-30 07:01
조회
331
#열역학 제 1법칙 #열역학 제대로 끝내기 #밀폐계에서 일

 

안녕하십니까 교수님

열역학 제대로 끝내기 제 1법칙 8강에 대해 모르는 것이 있어 질문 드립니다.

갓준표 사이트에 올라온 질문들에 대한 답변을 봐도 잘 모르겠어서 질문드립니다.

 

Q1) 사진 1번에서 교수님이 써주신 식대로 한다면

Q = U + W(t) = ​U + (W(b) - W(in))

​     이 되는데 여기서 W(t)는 총 일의 합을 뜻하는 것 아닌지 궁급합니다.

 

Q2   앞서 b)에서 구한 값이 w(t)가 아니라 w(in)인 것이 이해가 가지 않습니다.

 

사진 2는 용수철에 관한 문제를 폴리트로픽 과정이라고 가정하고 제가 푼 식입니다.(이 문제는 열역학 제대로 끝내기 밀폐계편 2강입니다.)

교수님께서 모든 밀폐계 과정은 엔트로피가 증가하지 않는 폴리트로픽 과정에서 진행된다고 하여 폴리트로픽 과정임을 가정하고 풀어보았습니다.

그런데 여기서는 기체가 한 모든 일 즉, w(t)는 13kJ로 교수님께서 다른 방법대로 풀어주신 답과 같게 나왔습니다.

그런데 사진 1번에서의 과정은 b)에서 구한 값이 왜 기체가 한 W(t)가 아니라 W(in)으로 표현되는지 궁금합니다.

 

Q3 W(t)에 대한 값이 -374.53kJ이 아니면 혹시 구할 수 있는 방법도 궁금합니다.

 

감사합니다.

전체 1

  • 2023-01-30 07:07

    [첫 번째 질문에 대한 답변]

    Wt는 총 일의 양으로 정의했습니다.
    *W(t)처럼 시간에 대한 함수가 아닙니다.

    [두 번째 질문에 대한 답변]

    경계일(Boundary Work, Wb)을
    폴리트로픽과정으로 계산하려면
    문제에서 그 과정이 폴리트로픽이라는 전제가 있어야 하는데
    그런 내용은 없습니다.

    또한 어떤 기체인지도 모르기 때문에
    어떤 n을 대입해줘야 할지도 모르는 상황입니다.

    때문에 등압팽창에 따른 경계일로 계산해주는 것이 맞겠습니다.

    그리고 경계일 또는 용수철일에 대해서는
    우리가 정한 부호규약에 맞게 풀어야 합니다.

    - 경계일은 계가 외부에 한 일이고,
    - 용수철일 또한 계가 용수철의 탄성에너지를 증가시키기 위해 외부로 한 일입니다.

    때문에 total mechanical work를
    Win으로 간주하기는 힘들어 보입니다.

    모든 질문에 대한 답이 됐기를 바랍니다.
    감사합니다.

    Screenshot-2023-01-30-at-8.00.15-AM.png


Thermodynamics – An Engineering Approach, Cengel & Boles, McGrawHill

Ch. 1 Introduction and Basic Concepts
Ch. 2 Energy, Energy Transfer, and General Energy Analsysis
Ch. 3 Properties of Pure Substances
Ch. 4 Energy Analysis of Closed Systems
Ch. 5 Mass and Energy Analysis of Control Volumes
Ch. 6 The Second Law of Thermodynamics
Ch. 7 Entropy
Ch. 8 Exergy
Ch. 9 Gas Power Cycles
Ch. 10 Vapor and Combined Power Cycles
Ch. 11 Refrigeration Cycles
Ch. 12 Thermodynamic Property Relations
Ch. 13 Gas Mixtures
Ch. 14 Gas-Vapor Mixtures and Air-Conditioning
Ch. 15 Chemical Reactions
Ch. 16 Chemical and Phase Equilibrium
Ch. 17 Compressible Flow

  • “열역학 한방에 끝내기” 는 초등학생도 이해할 수 있게끔 쉽고 재미있게 열역학을 설명하고 있습니다.
  • 공식만 외워서 문제를 푸는 방식은 올바른 역학 공부법이 아니고, 조금만 응용된 문제가 나오면 접근하기가 매우 어려워져 좋은 시험 점수(좋은 학점)을 받기가 매우 어려워집니다.
  • 원리와 원칙에 충실하여 어떤 문제가 나와도 개념에 충실해서 풀 수 있어야 학업성취도, 취업 면접, 대학원 시험 등에서 좋은 결과를 기대할 수 있습니다.