물리1 열역학 질문
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pv가 온도에 비례하는건 알고있는데 그렇게 따지면 13번 ㄱ은 틀린거 아닐까요?
n과 R이 일정하니까 절대 온도와 압력x부피는 비례해요
ㅈㅅ한데 제가 현재 고2이고 물1밖에 공부안해서 그러는데 바뀐 물1 교육과정으로 설명좀....
n하고 R이 뭔지....
아 죄송.. n은 기체 분자 수인데요, 질량을 분자량으로 나눈 값입니다. 문제에서 일정량의 기체라고 했으므로 분자량은 원래 일정한거고 질량도 일정하니까 n이 일정한거고 R은 기체상수라해서 0.082였나? 암튼 상수에여
그럼 13번은 일정량의 기체가 아닌가요? 저것도 그림보면 실린더내부에 공기의 출입이 없고 그냥 핀만제거해서 이동하게한건데
저것도 일정량의기체라면 부피압력 그래프가 15번처럼 나타날테니 ㄱ에서 a의 온도는 감소한다 이거 틀린말 아닌가요?
13번은 그냥 단열팽창이라 A가 B한테 일을 해주면서 온도 감소하는거 같구요. 15번은 단열팽창이 아니에여.
읭? 단열팽창인지 아닌지 어떻게알수있죠? 열출입이 있는지 없는지 안알려줬는데...
윗분이 설명을 해주셨긴 한데..
이상기체 상태방정식 'PV=nRT'(P:압력, V:부피, n:분자 수, R:기체상수, T:온도)와 'Q = U + W'(U:내부에너지, W: 일)를 이용하면 열역학은 거의 해결할 수 있습니다.
질문하신 15번의 ㄱ.은 A지점과 B지점의 온도를 비교하는 것인데, 그러기 위해 위의 이상기체 상태방정식을 T로 정리합니다.
T = PV/nR이 되는데, 여기서 n과 R은 A지점과 B지점이 동일한 값을 갖습니다. 따라서 우리는 PV(압력과 부피를 곱한 값)만을 비교해주면 됩니다.
A지점은 3P X V = 3PV 이며, B지점은 2P X 2V = 4PV이므로, B지점의 값이 더 크죠? 따라서 T(온도)는 B지점이 A지점보다 높은 것 입니다.
13번의 ㄱ.은 'Q = U + W'의 공식을 사용하여 해결합니다. 여기서, U는 내부에너지로 U = 3/2nR델타T 이구요, W는 일로 W=P델타V입니다. 따라서 Q = 3/2nRT + PV 가 되는데, 단열실린더이고 단열칸막이라고 언급하였으므로 외부와의 열 출입(Q)이 없습니다. 따라서 Q = 0 이 됩니다. 그러면 위의 공식으로부터 Q가 0이면 '0 = U + W'가 되죠. 그런데 칸막이를 제거하는 순간 A의 부피가 증가하는 방향으로 움직였습니다. 즉, W = PV에서 델타V가 양수가 됩니다. 그렇게 되면 자연스럽게 내부에너지(U)는 음수가 되야하는 거죠.(합이 0이라는 것을 만족시키기 위해) 그러면 U = nR델타T에서 n과 R은 고정값이므로, 델타T가 음수가 되야만 합니다. 따라서 온도의 변화량이 음수이기에 칸막이를 제거한 후의 A의 온도가 더 낮아지는 것입니다.