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폴리트로픽 과정에서, 이상기체가 아닌 수식을 대입해도 될까요?
Ch. 4 Energy Analysis of Closed Systems
작성자
kim
작성일
2021-02-15 16:01
조회
648
#폴리트로픽과정 #이상기체 #밀폐계 #경계일 #
안녕하세요 교수님. 열역학 제대로 끝내기 8강 듣던중 모르는 점이 있어서 질문드리게 되었습니다.
유니스터디에 글을 올리려했지만, 본문 길이가 너무 길어서, 게시글이 날라가는 바람에, 부득이하게 갓준표사이트에 글 올리게 되어서 죄송합니다..
폴리트로픽과정은 이상기체라는 가정하에 적용되는 공식 Pv^n=constant 을 적용하는데 의문점이 들어서 질문드립니다.
일단, 앞서 20분 30초 부근에서 P_1=P_water+ P_air 이라 정의하셨고 P_1_air는 96.83kPa이란걸 알게되었습니다.
또 24분 24초에서
P_2=P_2 air + P_2 포화수 임은 받아들였고, 이때 P_2 air=1469.1kPa이란걸 알게되었습니다.
그런데 여기31분 03초에, 폴리트로픽과정에 P_1 과 P_2 에 압력을 대입하는 부분에 있어서, 궁금한 점이 있어서 질문드립니다.
P_1에 100kPa : state 1의 물과 공기의 총 압력을 대입하셨고 P_2에 2471.9kPa: 습증기와 공기의 총 압력을 대입하셨는데요.
제 생각엔 P_1에 P_1 air:96.83kpa 를 대입하고,P_2 에 P_2 air:1469.1 kPa 를 대입해야 하지 않나..? 라는 생각이 들었습니다.
국 폴리트로픽 변화는 이상기체인 공기만 적용되는 것 같아서, 또 액체상태의 물은 이상기체가 아니기에 더더욱 이상기체의 압력을 대입해야 한다고 생각이 들었는데요..
어떤 부분이 교수님과 생각의 오차를 만들었을까요..?
앞선 질문에서, 압력이 유체마다 다르게 걸린다면, 폴리트로픽(이상기체)에 대입해야 하는 압력도 이상기체 압력을 대입해야 하는 것 아닐까요??
제가 혼자서 이 문제를 풀어봤는데, 나름 열심히 공부 했다고 생각했지만, 이 문제만큼은 식을 대입하는것과, 기본 개념이 교수님과 달라서 다시 한번 한방에 끝내기를 재수강해야되는지.. 고민이 듭니다.
긴 글 읽어주셔서 감사드립니다.
안녕하세요 교수님. 열역학 제대로 끝내기 8강 듣던중 모르는 점이 있어서 질문드리게 되었습니다.
유니스터디에 글을 올리려했지만, 본문 길이가 너무 길어서, 게시글이 날라가는 바람에, 부득이하게 갓준표사이트에 글 올리게 되어서 죄송합니다..
폴리트로픽과정은 이상기체라는 가정하에 적용되는 공식 Pv^n=constant 을 적용하는데 의문점이 들어서 질문드립니다.
일단, 앞서 20분 30초 부근에서 P_1=P_water+ P_air 이라 정의하셨고 P_1_air는 96.83kPa이란걸 알게되었습니다.
또 24분 24초에서
P_2=P_2 air + P_2 포화수 임은 받아들였고, 이때 P_2 air=1469.1kPa이란걸 알게되었습니다.
그런데 여기31분 03초에, 폴리트로픽과정에 P_1 과 P_2 에 압력을 대입하는 부분에 있어서, 궁금한 점이 있어서 질문드립니다.
P_1에 100kPa : state 1의 물과 공기의 총 압력을 대입하셨고 P_2에 2471.9kPa: 습증기와 공기의 총 압력을 대입하셨는데요.
제 생각엔 P_1에 P_1 air:96.83kpa 를 대입하고,P_2 에 P_2 air:1469.1 kPa 를 대입해야 하지 않나..? 라는 생각이 들었습니다.
국 폴리트로픽 변화는 이상기체인 공기만 적용되는 것 같아서, 또 액체상태의 물은 이상기체가 아니기에 더더욱 이상기체의 압력을 대입해야 한다고 생각이 들었는데요..
어떤 부분이 교수님과 생각의 오차를 만들었을까요..?
앞선 질문에서, 압력이 유체마다 다르게 걸린다면, 폴리트로픽(이상기체)에 대입해야 하는 압력도 이상기체 압력을 대입해야 하는 것 아닐까요??
제가 혼자서 이 문제를 풀어봤는데, 나름 열심히 공부 했다고 생각했지만, 이 문제만큼은 식을 대입하는것과, 기본 개념이 교수님과 달라서 다시 한번 한방에 끝내기를 재수강해야되는지.. 고민이 듭니다.
긴 글 읽어주셔서 감사드립니다.
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.
아마 앞선 질문을 이해하셨다면
이 문제도 해결하실 수 있으실 겁니다.
https://godjunpyo.com/열역학/?mod=document&pageid=1&uid=957
지금 헷갈리시는 것은
전체 압력에 각각의 기체가 기여하는 부분 압력에 관한 것과
각각 기체에 작용하는 압력에 대한 부분입니다.
전체 압력은 각각의 기체의 부분압력이 기여하여 총합으로 계산되지만,
실제 시스템에서 작용하는 압력은 각각의 압력이 아닌 전체 압력이 되겠습니다.
State 1: water liquid + air
State 2: a mixture of water vapor and air
인 상태에서
폴리트로픽 과정에 의한 기계적인 일을 계산하기 위해서는
폴리트로픽 지수가 필요한데
단열과정임을 고려하여
p1, V1, p2, V2를 우리가 알고 있기 때문에
폴리트로픽 지수를 계산할 수 있었습니다.
여기서 압력은
state 1의 압력인 p1,
state 2의 압력인 p2를
대입해주는 것이 맞겠습니다.
왜냐하면 air 또는 water vapor가 실제로 받는 압력은
전체 압력이기 때문입니다.
이전 답변을 잘 이해하셔서
이 문제도 잘 이해해보시길 바랍니다.
mixture of ideal gases는 어렵지만,
책에 관련 문제가 많습니다.
이 문제를 바탕으로 여러 문제를 통해 연습하시면
좋은 공부가 되실 겁니다.
감사합니다.
감사합니다 교수님. 이해하는데 너무나 큰 도움이 되었습니다. 바쁘신 시간 내주셔서 정말 감사드립니다.