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이상기체의 밀폐계 과정에서 전,후 상태의 부피비를 구하는 문제
Ch. 4 Energy Analysis of Closed Systems
작성자
somi9792
작성일
2020-12-06 15:43
조회
964
안녕하세요. 권준표 교수님 3대역학을 모두 수강한 학생입니다.
기계공학 수업에서 이론에 대한 이해와 문제 풀이는 다른 문제이기에 열심히 기출문제들을 풀어보고 있습니다. 한 학교의 편입 기출 문제를 풀다 도저히 모르겠어서 질문 드려봅니다.
1번의 답은 이상기체 상태방정식을 이용하여 쉽게 구했습니다.
3번의 답은 밀폐계의 에너지 평형 식에서 KE항만 무시하라는 조건 하에 단원자 기체 He의 상수비열을 사용하여 답을 구했습니다.
문제는 2번인데, 부피비를 구하는 문제에서 P2에 대한 정보가 없다고 생각합니다. 단원자 기체의 단열 상태이기에 비열비와 상수비열 등엔트로피인 단열지수관계를 사용해볼까 생각도 해봤습니다만, 비가역 과정이기에 그것도 아니라고 생각했습니다.
단순히 문제에서 풍선이 정압과정이라고 명시되어 있었으면 애초에 해결된 문제였지만, 그러한 조건을 찾을 수도 없었습니다.
아래 제 풀이를 같이 올립니다. 다른 접근법이 있거나 제가 놓친 게 있다면 알려주시면 감사하겠습니다.
기계공학 수업에서 이론에 대한 이해와 문제 풀이는 다른 문제이기에 열심히 기출문제들을 풀어보고 있습니다. 한 학교의 편입 기출 문제를 풀다 도저히 모르겠어서 질문 드려봅니다.
1번의 답은 이상기체 상태방정식을 이용하여 쉽게 구했습니다.
3번의 답은 밀폐계의 에너지 평형 식에서 KE항만 무시하라는 조건 하에 단원자 기체 He의 상수비열을 사용하여 답을 구했습니다.
문제는 2번인데, 부피비를 구하는 문제에서 P2에 대한 정보가 없다고 생각합니다. 단원자 기체의 단열 상태이기에 비열비와 상수비열 등엔트로피인 단열지수관계를 사용해볼까 생각도 해봤습니다만, 비가역 과정이기에 그것도 아니라고 생각했습니다.
단순히 문제에서 풍선이 정압과정이라고 명시되어 있었으면 애초에 해결된 문제였지만, 그러한 조건을 찾을 수도 없었습니다.
아래 제 풀이를 같이 올립니다. 다른 접근법이 있거나 제가 놓친 게 있다면 알려주시면 감사하겠습니다.
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.
문제에서 he를 이상기체로 취급할수있다고 나와있으므로 가역과정인것같습니다 그럼 단열지수관계를 이용하여 구하면 되는것으로 보입니다.