열역학

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정상 상태의 적용, 질량보존의 법칙, 테이블 해석에 관하여

Ch. 5 Mass and Energy Analysis of Control Volumes
작성자
Godjunpyo (관리자)
작성일
2021-05-08 19:51
조회
616
안녕하세요

최근에 질문 올렸었는데 어느 강의인지 제가 적지를 않았네요 좀 더 보충해서 다시 적어보겠습니다.

열역학 한방에 끝내기 강의 입니다!

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1. 7강 41분 00초부터 정상 상태라는 가정을 적용하고 그 이유로 변함이 없다고 가정을 해야하니까 라고 하셨습니다.

이 말을 제가 다시 생각해보니까 앞의 필기에서 <정상 상태라는 가정을 언제 적용할 수 있을까??>이 부분에서 검사체적 안의 전체 질량과 전체 에너지의 변화가 없다 라고 적어놓은 걸 생각해보면 즉, 전체 에너지 변화가 0이면 정상 상태라는 가정을 적용할 수 있다고 했으니까 거꾸로 정상 상태라는 가정을 적용했으니 전체 에너지 변화=0 이걸 얻은거구나라는 생각을 했습니다. 혹시 제 생각이 맞을까요?

 

2. 7강 42분 16초부터 보시면 질량보존법칙에 의해 들어가는 질량유량과 나오는 질량유량이 문제에서 제시된 질량유량과 같다라고 말씀하셨습니다. 혹시 이 부분에 대해서 좀 더 설명을 부탁드려도 될까요?

제가 생각했던 건 문제에서 처음부터 질량유량이 들어가고 나오고를 구분하지않고 2KG/S로 제시가 되어있다라는 건 들어가는 질량유량도 2kg/s이고 나올때 질량유량도 2kg/s겠구나라고 생각을 했습니다. 그래야 나올때 면적이 더 좁으니까 똑같은 질량유량을 만족하기 위해서는 나오는 부분에서의 속도가 더 빠를 수밖에 없겠구나 이 생각을 했습니다. 이거는 그냥 제 생각이었구 질량보존법칙을 적용해서 들어가고 나오는 질량유량이 문제에서 제시된 질량유량과 같은 이유를 좀 더 설명을 듣고 싶습니다.

ps. 9강을 들어보니까 초반부에

이렇게 설명을 해주셨는데 질량 보존의 법칙에서 질량이 보존되는 부분이 검사체적 부분을 말씀하시는건가요? 질량 보존의 법칙에 의해서 즉 검사체적의 질량이 보존되어야하니까  검사체적안의 질량의 시간변화율이 0이되어야 하므로 위 식에 의해 결국 들어가는 질량유량과 나오는 질량유량이 같아지는 결과를 얻게된다. 그래서 질량보존법칙에 의해서 들어가는 질량유량과 나가는 질량유량이 같다 이런결론을 내리게 되는건가요?

 

3. 제 책에는 table에 superheated vapor는 없고 superheated water만 있더라구요. 같은거라고 보면 될까요? 첨부파일에 테이블 목차랑 테이블 사진 있습니다!  h가 3214.5가 나오는걸 보면 강의의 값과 얼추 비슷하니까 맞는것 같기는합니다. 아쉽게도 여기는 p가 1.4 , 1.6 이렇게 나와서 1.5를 건너뛰고 나와서 직접적으로 비체적의 값을 구하진 못했지만 강의를 통해서 테이블의 개념을 확실히 이해하게 되었습니다 감사합니다.

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4. 이 질문은 8강과 관련된 질문인데요 습증기 상태에서는 왜 압력과 온도가 일치하나요?

압력의 수치값과 온도의 수치값이 같다는 말인가요?? 압력과 온도가 같다라는게 어떻게 같다는 건지 의미를 모르겠습니다. 

습증기 상태에서 압력과 온도가 같다는 말의 의미와 이유가 궁금합니다!

 

5. 열역학 책을 보니까 건포화증기라는 말은 없고 포화증기라고 되어있는데 같은 말로 보면 될까요??

포화수 대신 포화액이라는 말을 쓰는 것 같던데 이것도 같은말이겠죠??

 

포화수=포화액

건포화증기 =포화증기

이렇게 봐도 될까요?

 

6. 그리고 선생님이 강의 중에 테이블만 있는 책 같은게 있다고 하셨는데 어떻게 검색해야 나올까요? 검색해봐도 안나오더라구요! 쓰고 계시는 테이블 책 제목 알려주실 수 있을까요?

 

전체 6

  • 2021-05-08 19:56

    [첫 번째 질문에 대한 답변]

    정상상태(steady state)는
    시간에 따른 상태량의 변화가 없다는 뜻입니다.

    즉 아주 steady하게
    똑같은 상태가 유지가 되는 상황이라고 보시면 됩니다.

    에너지와 연관을 짓는 것은 좀 위험하고,
    열역학적 상태량이 time에 independent한 경우라고 생각하시면 편하실 겁니다.

    학부과정에서 배우는
    대부분의 열역학 문제는
    정상상태라고 보시면 됩니다.


  • 2021-05-08 20:03

    [두 번째 질문에 대한 답변]

    학생분께서 생각하신 내용으로 이해하셔도 될 것 같습니다.

    검사체적 안에서 질량이 시간에 따라 변하는 케이스들도 종종 있습니다.
    그럴 경우, 입구/출구에서의 질량유량이 다를 수도 있습니다.
    (탱크에서 물이 증발하는 경우 등)


  • 2021-05-08 20:03

    [세 번째 질문에 대한 답변]

    superheated vapor와
    superheated water는
    같다고 보셔도 됩니다.


  • 2021-05-08 20:03

    [네 번째 질문에 대한 답변]

    습증기 상태에서는
    액체에서 기체로 상변화를 하는 상태입니다.

    상변화를 하는 동안
    계에 유입/유출되는 에너지가
    상을 변화시키는 데에 사용되기 때문에

    외부의 압력 또는 온도가
    변하지 않게 되는 것입니다.

    Gibbs free energy에 대한 공부를 해보시길 권유드립니다.


  • 2021-05-08 20:04

    [다섯 번째 질문에 대한 답변]

    중요하지 않은 Naming 입니다.

    압축된 액체/포화액체/포화증기/과열증기
    4가지의 상태만 잘 기억하시면
    모든 문제가 쉽게 풀립니다!


  • 2021-05-08 20:04

    [여섯 번째 질문에 대한 답변]

    첨부 파일에 제가 남겨드리겠습니다.

    첨부파일 : Cengel-7판-테이블한글-SCAN.pdf


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.