정적과정(등적과정) 개념 이해(각 상태량 이해)

이번에는

"정압과정에 대한 개념과

암기 필요없이 공식 이해하는 것"을 포스팅 하겠습니다.

 

[이 과정에서는 단위질량에 대한 공식(양변을 질량으로 나눈 공식)을

사용하겠습니다.]

<또한 이 이론에서 사용하는 전제는 이상기체 입니다.>

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※ 이번 포스팅의 소제목 내부링크

1. 등적과정(정적과정)

2. 요약

3. 열을 방출 할 때

4. 등온과정 개념과 이해 (링크)

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1. 등적과정(정적과정) 

말그대로 부피가 일정한 과정입니다.(△v = 0 or dv = 0) 비체적(v)

등적과정 일(정적과정 일) 계산 (w)

압력은 변해도 부피가 일정합니다. ▶ 일(w)이 없습니다. (△w = 0)

여기서는 압력이 증가, 감소하냐가 구분하는 것이 아닌, 

열의 출입으로 구분합니다.

 

등적과정 압력(정적과정 압력) 계산 (P)

압력이 커지면(P > 0) 

 

등적과정 온도(정적과적 온도) 계산 (T)

그래서 우선 이상기체 방정식에서 Pv =RT (v는 일정, R은 기체상수)을 기준으로

좌변이 증가하기에,우변은 증가하는것으로 봐서 온도가 증가합니다!  ▶ (△T > 0)

그래서 압력(P > 0) 이 증가하는 것은 열을 흡수할 때 라고 볼 수 있습니다.

 

열을 흡수 할 때 (P > 0 ,q > 0)

등적과정 내부에너지(정적과정 내부에너지) 계산 (u)

온도가 증가한 다는 것은

온도에 대한 함수인 내부에너지(u)는 증가하였으며▶  (△u > 0)

 

등적과정 열량(정적과정 열량) 계산 (q)

 dv = 0 고려하여, 열역학 1법칙 q = u + w 을 적용해보면

(dq = du + Pdv)  → (dq = du )

열량은 즉, 내부에너지의 변화량 입니다. (△q = △u, q > 0)

 

등적과정 엔탈피(정적과정 엔탈피) 계산 (h)

엔탈피는 h = u + Pv인데 

미분하면 dh = du + vdP + Pdv입니다.

그런데, 등적과정(정적과정)이라 부피의 변화가 없습니다. (dv = 0) 입니다.

따라서,  dh = du  + vdP 가 됩니다.

압력도 증가, 내부에너지도 증가하였으므로  ▶ "(△h > 0)" 입니다.

 

 

등적과정 엔트로피(정적과정 엔트로피) 계산 (s)

이전에 포스팅한 엔트로피 식 중에서

 

현재 등적(정적)과정이므로, 정적비열을 사용한 엔트로피식, 1번식을 사용해야 합니다.

하지만, 부피변화가 없으므로, v1, v2는 존재하지 않습니다.(비체적 변화 없습니다.)

 

 

따라서 엔트로피 계산은

온도 또는 압력이 증가했으니, 당연히 엔트로피도 증가했네요, △s > 0

부피가 일정할 때, 이상기체 방정식 Pv = RT에서

압력(P)는 온도(T)에 비례하니 식이 변형 가능합니다.

압력이나 온도, 증가하였으니, 엔트로피도 증가하였습니다. ▶ (△s > 0)

 

 

 

2. 요약

dv = 0,  △w =0, △P > 0, △T > 0 , △u > 0, △q > 0, △h > 0, △s > 0

 

 

3. 열을 방출 할 때 (P  <  0 , q  < 0)

위 설명의 반대로 적용하면,

△w = 0, △P < 0, △T < 0 △u < 0, △q < 0, △h < 0, △s < 0

 

다음에는 등온과정에 대하여 설명하겠습니다.

 

 

4. 등온과정 개념과 이해 (링크)

 

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지난번 등압과정과 등적과정 같은 포스팅으로

등온과정의 개념과 이해를 진행하겠습니다.

링크를 참고바랍니다.

이렇게 공부하면 이해도 정말 쉽고 공부도 편합니다.

 

 

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앞으로도 엔지니어에게 좋은 지식과 정보를 이해하기 쉽게 글을 포스팅하겠습니다. (By. 요르문간드)