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맥스웰방정식 부분 질문입니다.
Ch. 12 Thermodynamic Property Relations
작성자
kwonjunpyo
작성일
2020-08-09 02:25
조회
1544
du=Tds-Pdv 이면
u는 T,s,P,v 이 네 개의 변수들에 영향받기 때문에
u=u(T,s,P,v) 이고 그에 따라
du 는 네 개의 항의 합으로 표현되어야 할 것 같은데,
u를 s, v변수만의 함수(u(s,v))라고 표현하신 이유가 궁금합니다.
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.
Maxwell Relations은
제가 강의에서 많은 시간을 할애하여 설명드리진 않았었는데요.
이를 처음부터 설명하려면 많은 시간이 할애되어 글로써 설명드리기 어려운 부분이 있습니다.
이에 대해 양해를 해주시면 감사하겠습니다.
Maxwell Relations의 핵심은
우리가 구하고 싶은 열역학적 상태량을
우리가 알고 있는 열역학적 상태량으로
계산하기 위함입니다.
지금 질문 주신 내부에너지에 관한 식은
이미 열역학 1, 2법칙에서 유도된
du = Tds - pdv 을 이용한 것입니다.
그리고 여기에 전미분의 개념을 적용하여
온도를 내부에너지와 엔트로피를 이용하여 계산할 수 있다는 것을 알 수 있는 것이고,
압력을 내부에너지와 부피를 이용하여 계산할 수 있다는 것을 알 수 있는 것입니다.
질문 주신 것은 T와 p도 미지수로 간주되어
내부에너지가 u = u(T, s, p, v)로 표기되어야 하고,
이에 따라 4개의 변수로 정리되어야 하는 것이 아니냐는 것인데,
T와 p의 경우
s와 v와는 달리
변수라기 보단 상수로 간주되는 것이 맞기 때문에
u = u(s, v) 라고 표기하는 것이 좀더 맞겠습니다.
Maxwell은 열역학의 꽃이라고 생각할 정도로
매우 아름답고 위대한 식인데
많은 학교의 기계공학과에서는 이 부분을 배우지 않는 것 같아
어쩔 수 없이 강의 하나로 소개만 하는 정도에서 그칠 수밖에 없었습니다.
이를 제대로 설명하려면 최소 3시간 정도가 소요되는데
나중에 기회가 되어서
꼭 강의를 할 수 있으면 저도 너무 좋을 것 같습니다.
질문 주셔서 감사합니다.