열역학

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교축과정의 원리

Ch. 7 Entropy
작성자
kwonjunpyo
작성일
2020-06-15 16:30
조회
5708
#열역학 #capillary tube(모세관)
모세관에서 유체가 흐를때, 모세관의 임의의 지점에 C.V를 잡고 C.V를 통해 들어오고 나가는 유체의 엔탈피가 같은 throttling process 를 겪는 것으로 알고있는데 왜 그런지 여쭈어봐도 괜찮을까요??
이는 throttling valve와 무슨 연관이 있어서 들어오고 나가는 유체의 엔탈피가 같나요..??
전체 6

  • 2020-06-15 16:33

    교축과정(throttling process)에 대해 질문하시는 건가요? 열역학 제대로 끝내기에서 강의했으니까 나중에 꼭 수강해보세요. 교축과정과 같은 isenthalpic process를 제대로 이해하시기 위해서는 The Joule-Thomson Coefficient를 이해하셔야 합니다. 인터넷에 자료가 많이 나와 있으니 직접 공부해보세요. 제가 판서 내용은 아래에 올려드렸습니다.

    간단히만 요약하면, 위치에너지 운동에너지 무시인 상태에서 교축과정은 열전달과 일이 없기 때문에 엔탈피가 같게 유지되는 현상입니다. 주로 양수인 줄-톰슨 계수를 이용하여 온도를 떨어뜨릴 때 사용되는데 원리를 간단히 말씀드리면, 작동물질이 엄청나게 작은 공간으로 진입하다가 갑자기 빠져나오게 되면 입자간의 간격이 순간적으로 멀어지면서 압력강하에 따른 온도감소가 일어납니다. 그게 제가 위 사진에 그려놓은 그래프입니다. 열역학 제대로 끝내기 (엔트로피편)에 이론 설명과 함께 문제를 풀어드렸습니다. 강의가 오픈되면 꼭 들어보시길 바랍니다.

    KakaoTalk_Image_2020-06-15-09-32-07.png


  • 2021-03-11 06:20

    아래 영상
    26:12 부터 살펴보셔도 좋습니다.


  • 2020-06-15 16:31

    학생1: 모세관처럼 유동의 단면이 변화할때의 에너지 방정식을 세워보시면 될것같아요. 열전달이 굉장히 작고 work는 없으므로 CV에서의 에너지 보존식의 결과가 엔탈피가 같다는 결론으로 귀결될겁니다

    질문자1: 에너지 방정식을 세워봐도 잘 모르겠네요.. 열전달과 일이 0이라면 들어오고 나가는 유체의 질량에의한 에너지유동만 있을것인데 이 때 에너지 법칙을 세우니 (h+v^2/2)in=(h+v^2/2)out 이렇게 되더라구요.. 그런데 문제를 보니 굉장한 압력강하가 있다고 하더라구요. 그렇다면 (v)in과 (v)out은 같지 않게 되므로 (h)in는(h)out과 다르지 않나요?? (모세관은 일정한 단면으로 수평하게 있는 형상입니다.)

    학생1: 모세관의 단면이 일정하다면 연속방정식에 의해 (V)in=(V)out이고 이는 곧 엔탈피 역시 일정하다는 결론으로 이어지겠네요


  • 2020-06-15 16:33

    질문자: 감사합니다.. 오픈하면 꼭 들어보겠습니다ㅜㅜ 흠.. 되게 신기하네요 사실 총 엔트로피 변화량을 찾는 문제였는데 조건이 한개 부족하더라구요.. 저런 원리를 이용해서 푸는 문제였네요..하..


  • 2020-06-15 16:34

    공부를 대충 하시면 그런 문제를 풀기 어렵게 됩니다. 열역학 제대로 끝내기에서 푼 교축과정 문제 또한 엔트로피 변화량을 구하는 문제인데 비슷한 문제일 거라 생각합니다. 꼭 들어보세요. 왠만한 대학 강의에서 하는 문제보다 어려운 고급 문제들이 많이 소개되어 있습니다.


  • 2020-06-15 16:34

    질문자: 넵 감사합니다~


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.