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문제

기체에 압력을 가하여 부피를 줄이면 기체의 온도가 올라간다. 기체 내부에너지 변화를 열역학 제1법칙을 이용하여 설명하여라.

문제링크



풀이


가정 : 밀폐계 단열과정, 기체는 이상기체, 압축과정은 준평형과정


압축과정이므로 dV<0, 단열과정이므로 Q=0, 압력은 진공이 아닌 한 0보다 크므로 P > 0


준평형과정에서 밀폐계 경계일 W=∫PdV < 0


열역학 제1법칙에서 ΔU=Q-W=-W=-∫PdV > 0


이상기체의 내부에너지는 ΔU=m*cv*ΔT 이므로 ΔU=m*cv*ΔT > 0  (cv는 정적비열)


m > 0, cv > 0 이므로 ΔT>0 이며 온도는 상승한다.




참고


[열역학 Thermodynamics/4. 밀폐계 Closed System] - 밀폐계 경계일 boundary work


[열역학 Thermodynamics/4. 밀폐계 Closed System] - 밀폐계 열역학 제1법칙 the first law of thermodynamics for closed system


[열역학 Thermodynamics/4. 밀폐계 Closed System] - 정적비열과 정압비열 constant-volume and constant-pressure specific heats


[열역학 Thermodynamics/4. 밀폐계 Closed System] - 이상기체의 내부에너지, 엔탈피, 비열




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  1. Favicon of https://bubleprice.net BlogIcon 버블프라이스 2018.12.22 05:49 신고

    음.. 어렵지만
    압축과정 온도변화 열역학 제1법칙 문제풀이를 잘 보고 갑니다^^
    좋은 주말 되세요