열역학

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엔트로피 식 (가역과정일 때만 적용 가능?)

Ch. 7 Entropy
작성자
Godjunpyo (관리자)
작성일
2020-12-07 01:10
조회
2571
안녕하세요

강의 내용중에 이해가 안되는 부분이 있어서 질문드립니다.

ds의 식을 쓸때 가역과정이라고 가정하고 쓴 식 아닌가요?

ds의 정의가 가역과정일떄 정의 되는데 비가역일때 적분을 저렇게 해도 되는지 궁금합니다

 

전체 8

  • 2020-12-07 01:15

    안녕하세요.

    말씀하신 것처럼
    ds=dq/T 라는
    internally reversible 일 때만 가능합니다.

    하지만
    위의 문제와 같이
    열전달을 고려해야하는 경우
    더이상 가역과정이라고 보기는 어려워집니다.

    때문에 비가역과정에 따른
    엔트로피 증가량을
    고려해줘야하고,
    이 때문에 Sgen이 추가로 붙게 되는 것입니다.

    때문에 ds = dq/T 라는 식을
    Sgen 없이 쓴다면
    문제가 되겠지만

    비가역과정에 따른
    엔트로피 증가분을 고려했기 때문에
    문제가 없을 것 같습니다.

    감사합니다.


  • 2021-01-10 09:34

    교수님 혹시 첨부한 사진부분에서 빨간 밑줄친 이해가 안되는부분이 있는데요
    ΔS 가 가역이든 비가역이든 같다고 써있는데 , 제생각엔 교수님이 말씀하신것처럼, 비가역일때의
    ΔS_(Irreversible)=S2*-S1=S2-S1+Sgen 이 가역일때의 ΔS_(reversible)=S2-S1 보다 커야하는것 아닌가요..?

    열역학-엔트로피-질문.jpg


  • 2021-01-10 10:02

    또 추가 질문으로, 아래 사진에서, 교수님강의에서 들었듯이 , 수식으로서 식 7-7 7-8이 유도가 되는것은 알겠으나, 머리로는 이해가? 받아들여지지 않아서 질문드립니다.
    가역과정은 이상적인 과정으로서, 무질서도를 나타내는 엔트로피 S의 증가를 최소화할거라는, 다시말해 내부 가역과정은 마찰도없고, 준평형상태로 천천히 진행시키니까, 이에대한 무질서도증가가 비가역과정보다는 적을줄알았는데, 식7-7이나, 열역학21강에서 배운 내용과 정면으로 충돌해버려서 매우 혼란스럽네요.. 혹시 오개념을 바로 잡을 수 있을까요?

    열역학질문3.jpg


  • 2021-01-10 11:42

    "두 상태 사이의 엔트로피 변화는 과정의 경로가 가역이든 비가역이든 같다."
    라는 책에 의미에서 전달하려는 바는

    엔트로피가
    경로함수가 아닌
    점함수이기 때문에

    1번과 2번의 state가 정해져 있는 경우
    (두 상태가 정해져 있는 경우)
    어떤 경로이든지 엔트로피의 변화량은 같다는 것입니다.


  • 2021-01-10 11:51

    두번째 질문은
    잘 이해되지 않습니다.

    여기에서의 내용은

    internally reversible일 때의 엔트로피 변화량의 값은
    가역 또는 비가역일지도 모르는 과정에서의 엔트로피 변화량의 값보다 작다는 것이고,

    그 이유는
    일반적인 경로에서는
    internally reversible인 과정과 달리
    Sgen (=엔트로피 생성량) 이 있기 때문이라는 것이죠.

    유튜브에
    엔트로피에 대한 무료 질의응답 강의가 있으니
    참고해보세요.

    https://youtu.be/CjEoLVTVbAI


    • 2021-01-10 12:21

      아!! 혹시 이 경우에도 State1과 State2가 딱 정해져있다고 보는거라고 보는거군요!
      저는 시작점state1는 서로 같이 잡았으나 State2를 다르게잡았던것같습니다.


  • 2021-01-10 12:11

    가역과정은 이상적인 과정으로서, 무질서도를 나타내는 엔트로피 S의 증가를 최소화할거라는, 다시말해 내부 가역과정은 마찰도없고, 준평형상태로 천천히 진행시키니까, 이에대한 무질서도증가가 비가역과정보다는 적을줄알았다고 하셨는데 여기서 무질서도의 증가는 Sgen 을 나타내는 것이기 때문에 Sgen(가역과정) < Sgen (비가역과정) 이렇게 이해하시는게 맞는것같습니다.


    • 2021-01-10 12:22

      답변 감사합니다! S_gen(가역과정)은 0으로 항상 비가역 S_gen이 0보다 크다로 이해하는데 도움이 되었습니다!


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.