유한한 온도차에 의한 열전달, 스로틀링(교축과정) - 비가역 과정의 예

유한한 온도차에 의한 열전달, 스로틀링(교축과정) - 비가역 과정의 예

유한한 온도차에 의한 열전달

예시 1 [1]

가정

1. A와 B는 각각 온도가 T1, T2인 Heat Reservoir이다. (T1 > T2)

2. A와 B의 사이에는 Rod가 있다.

3. A, B, Rod를 계로 본다. (밀폐계)

4. 경계는 모두 단열이 되어 있으며(Q=0), 경계의 온도는 T이다.

5. 열전달은 A에서 B로 Rod(내부)를 통해서만 이루어 진다.

6. A와 B는 모두 Heat Reservoir 이므로 비가역성은 없다.

[열역학 Thermodynamics/6. 열역학제2법칙 The 2nd Law of Thermodynamics] - 열역학 제2법칙 개요 등

7. Rod에서의 열전달은 정상상태 열전달이다.

보론.

가정4와 달리 Rod만 계(밀폐계)로 본다면

예시 2

가정

1. 밀폐계이다.

2. A와 B는 각각 처음 온도가 TA1, TB1이며 열역학적 평형 후 온도가 모두 T2로 된다. (TA1 > TB1)

3. A와 B 사이에는 열전달이 되는(파괴되지 않는) 격막이 있으며 경계는 모두 단열이 되어있다.

4. A와 B는 모두 이상기체이며 질량, 비열, 기체상수 값이 같다. 과정 중 비열은 일정하다.

5. 과정 중 A, B 각각은 부피의 변화가 없다.

6. A, B 각각의 운동에너지 변화량과 위치에너지 변화량은 무시한다.

 

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

스로틀링(교축과정)

예시 - 교축밸브 (throttle valve)를 지나는 유체

가정

1. 개방계, 교축밸브를 지나는 유체는 정상유동 정상상태, 교축밸브는 단열되어 있다.(단열과정)

2. 교축밸브는 단일 입구, 단일 출구이다. (입구와 출구에서 질량유량 값은 같다.)

3. 교축밸브를 지나는 유체의 입구에서의 엔탈피 값과 출구에서의 엔탈피 값은 같다. (등엔탈피 과정)

4. 교축밸브를 지나는 유체의 출구에서의 압력은 입구에서의 압력보다 작다. (압력강하)

5. 교축밸브에서 유체가 하는 일은 없다.

6. 유체의 운동에너지 변화율과 위치에너지 변화율은 무시한다.

[열역학 Thermodynamics/7. 엔트로피 Entropy] - T ds 관계식 Tds equation

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[1] P. K. Nag. (2006). Basic and Applied Thermodynamics. Tata McGraw-Hill. pp. 164-165.