v2의 비체적까지는 구했는데 수증기가 한일을구하기위해서 pv선도를 이용하려고 하는데 비체적 v2로 물질의 상태가 포화혼합물인지 과열증기인지 구별을 못하겠습니다. 어떻게 해야할까요
답변
상태량표를 이용한 대표적인 밀폐계 문제 중 하나입니다.
문제에서 정확하게
- 습증기
- 과열증기
인지 알려주지 않았기 때문에
모든 가능성을 열어두고
상태량에 근거해서 문제를 푸는 것이 핵심입니다.
먼저 수증기가 한 기계적 경계일은 아주 가볍게 구해줄 수 있습니다.
어떤 문제를 시작하든간에
무조건 열역학 1법칙으로 시작하시는 것이 좋습니다.
이제 학생분께서 질문해주신 내용인데요.
과열증기인지
습증기인지 모르기 때문에
먼저 이 기체의 질량을 구함으로써
2번 상태에서의 상태량을 계산할 준비를 해야겠습니다.
질량까지 구했고,
1번과 2번 상태에서 질량이 변하지 않기 때문에
1번 상태에서 구한 질량을 바탕으로 2번 상태에서의 비체적을 계산할 수 있습니다.
습증기 또는 과열증기인지를 구분할 수 있는 가장 중요한 포인트는
습증기 상태량표에서
vapor sat. specific volume을 비교하는 것입니다.
만약 2번 상태에서 구한 실제 부피의 값이
2번 상태의 압력인 225 kPa에서의 sat. vap. volume보다 작다면,
이는 분명히 과열증기 상태가 아닌 습증기라는 것이죠.
아래와 같이 구했을 때
2번에서의 부피값이
sat. vap. volume보다 작은 것을 알았기 때문에
습증기라는 결론을 내릴 수 있고,
2번에서의 건도를 다시 계산함으로써
내부에너지 값까지 무난하게 계산할 수 있습니다.
다시 열역학 1법칙으로 돌아가서
위에서 계산했던
- 기계적 경계일
- 1&2번 내부에너지
을 넣어주면,
문제에서 원하는 “열전달량”을 계산할 수 있겠습니다.
항상 열역학 문제는 기본에 충실하고,
관련된 밀폐계 문제를 많이 풀어보면서 연습하는 것이 중요합니다.
사이트에 더 많은 문제가 준비되어 있으니
열심히 공부하시길 바랍니다!
