2022년 2회 30번 문제와 2021년 3회 8번 문제의 차이에 대해 문의 드립니다.
둘다 실린더를 가지고 문제가 주어져서 밀폐계 = 절대일 공식으로 풀이를 하려했는데 두 문제의 차이가 온도가 주어지고 변화가 있느냐 없느냐와 정압일때의 변화를 가지고 풀이과정이 다르게 나와 있습니다.
이 경우라면 실린더 밀폐계를 보기전에 등온과정이냐 아니냐, 정압이냐 아니냐를 먼저 따져서 풀이해야 하나요?
2022년 2회 30번
문제 : 피스톤-실린더 시스템에 100KPa 1kg의 공기가 있다 초기 체적은 0.5m3이고
온도가 일정한 상태에서 열을 가하여 부피가 1.0m3이 되었다 이때 가해진 열량은 얼마인가
- 이상기체의 등온변화 공식 사용
2021년 3회 8번
문제 : 추를 올려놓은 실린더에 있는 가스를 계로 생각한다 초기압력이 300KPa이고 체적은 0.05m3이다
압력이 일정하게 유지하면서 열을 가하여 체적을 0.2m3으로 증가할때 계가 한 일은?
- 밀폐계 절대일 공식 사용
2022년 2회 30번 문제에는 어디에도 이상기체란 표현이 없어서 이상기체 공식은 생각하지 못했는데 갑자기 헷갈리기 시작했습니다.
2021년 3회 8번도 이상기체의 등압과정 공식을 사용한 것으로 이해해야 하나요?
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댓글
안녕하십니까?
이패스코리아 임재기입니다.
기사시험에 나오는 열열학문제는 대부분 이상기체라고 보고 이상기체의 식을 적용하게됩니다.
실제기체의 식은 복잡한 실험식이며, 기사 시험문제에서는 거의 출제되지 않고 있습니다.
특별한 말이 없이 공기 또는 가스, 기체라고 되어있으면 이상기체의 식을 사용하여 풀면됩니다.
이상기체의 상태방정식은 밀폐계이든 개방계이든 관계없이 이상기체의 상태가 변화는 과정에
적용할 수 있습니다.
따라서 온도가 일정한 상태의 변화는 등온과정의 식을 사용하여 풀면 되고, 압력이 일정한 상태의
변화는 정압과정의 식을 사용하여 풀면됩니다.
감사합니다.
임재기
그럼 한가지만 더 문의 드립니다.
2020년 1회차 12번은 단열과정에서 펌프활용 시 일을 묻는 문제인데
- 펌프를 사용하여 150Kpa, 26도C의 물을 가역단열과정으로 650Kpa까지 변화한 경우 펌프가 한 일은? ( 포화액의 비체적은 0.001m3/kg이다 )
- 펌프는 개방계로서 공업일 적용은 이해하고 있습니다.
공업일 공식에서 단순하게 vdp = v(P1-p2)로 계산하고 K/(K-1)*(p1v1-p2v2)을 사용하지 않았는데 이는 문제에서 k값을 주지 않아서인가요?
향후 같은 문제가 나왔을때 K값을 주더라도 v(p1-p2)로 계산하면 안되나요?
한가지 추가 질의 입니다.
2020년 1회차 15번 문제인데요
- 이상기체 1kg을 300K 100Kpa에서 500K까지 “PV의 n승 = 일정"과정을 따라 변화시켰다
이때의 기체의 엔트로피 변화량은?
에서 폴리트로프 변화라로 공식을 사용하는 것은 알겠습니다.
하지만 중간에서 Cv =R/k-1은 왜 사용하나요?
k는 이상기체의 비열비로서 폴리트로프 과정에서는 k 대신 폴리트로프 지수 n을 사용하라고 되어 있는데요?
- 폴리트로프는 실제가스의 등온과 단열변화사이의 변화, k는 이상기체의 비열비
그래서 PV의 n승=일정, Tv의 n-1승=일정, TP의 1-n/n승 = 일정이라는 식이 나오는게 아닌가요?
( 단열변화에서 PV의 k승=일정, Tv의 k-1승=일정, TP의 1-k/k승 = 일정 )
n 대신 k가 나오니 이상기체와 폴리트로프 기체 사이 혼선이 생깁니다.
안녕하십니까?
답변드립니다.
1. 공업일 공식에서 단순하게 vdp = v(P1-p2)로 계산할 수 있으면 굳이 K/(K-1)*(p1v1-p2v2)로
계산할 필요가 없는 것입니다.
향후 같은 문제가 나왔을때 K값을 주더라도 v(p1-p2)로 계산하면 됩니다.
2. 이상기체이든 실제기체이든 비열비 k = 정압비열 / 정적비열로 표현됩니다.
감사합니다.
추가 질문은 새로운 질문으로 올려주시면 감사하겠습니다.
댓글 형태의 질문은 제가 놓치는 경우가 있습니다.
감사합니다.
임재기
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