등압 과정(일정한 압력)에 열역학 제1법칙을 적용하는 문제 예시 6가지
1. 등압 과정을 거치는 기체의 압력(P)-부피(V) 그래프. 과정 AB에서 기체가 한 일은…
논의
알려져 있다 :
압력(P) = 5 x 105 N / m2
초기 부피(V)1) = 2m3
최종 볼륨(V)2) = 6m3
질문했습니다 : 공정 AB에서 완료된 작업
자와브 :
W = P(V)2 - V1)
W = (5 x 105)(6 – 2) = (5 x 105) (4)
W = 20 x 105 = 2x106 줄
2. 과정 AB와 CD에서 기체가 한 일의 차이는…
논의
알려져 있다 :
등압 과정 AB :
압력(P) = 6 atm = 6 x 105 N / m2
초기 부피(V)1) = 1리터 = 1데시미터3 = 1x10-3 m3
최종 볼륨(V)2) = 3리터 = 3데시미터3 = 3x10-3 m3
CD 등압 과정 :
압력(P) = 4 atm = 4 x 105 N / m2
초기 부피(V)1) = 2리터 = 2데시미터3 = 2x10-3 m3
최종 볼륨(V)2) = 5리터 = 5데시미터3 = 5x10-3 m3
질문했습니다 : 과정 AB와 CD에서 기체가 하는 일의 차이
자와브 :
공정 AB에서 기체가 한 일:
W = P(V)2 - V1)
W = (6 x 105)(3 x 10-3 – 1x10-3)
W = (6 x 105)(2 x 10-3)
W = 12 x 102 = 1200 줄
CD 공정에서 기체가 하는 일:
W = P(V)2 - V1)
W = (4 x 105)(5 x 10-3 – 2x10-3)
W = (4 x 105)(3 x 10-3)
W = 12 x 102 = 1200 줄
과정 AB와 CD에서 기체가 한 일의 차이는 1200 – 1200 = 0입니다.
3. ABC 과정에서 기체가 하는 일은…
논의
알려져 있다 :
압력 1 (P1) = 6 x 105 파스칼 = 6 x 105 N / m2
압력 2 (P2) = 3 x 105 파스칼 = 3 x 105 N / m2
제1권 (V)1) = 2cm3 = 2x10-6 m3
제2권 (V)2) = 6cm3 = 6x10-6 m3
질문했습니다 ABC 프로세스에서 수행된 노력.
자와브 :
과정 AB에서는 부피가 일정하므로 기체가 하는 일은 없습니다. 기체가 일을 하는 것은 과정 BC에서만입니다. 따라서 과정 ABC에서 한 일의 양은 과정 BC에서 한 일의 양과 같습니다.
W = P2 (V2 - V1)
W = (3 x 105)(6 x 10-6 – 2x10-6)
W = (3 x 105)(4 x 10-6)
W = 12 x 10-1
W = 1,2 줄
ABC 과정에서 수행된 일의 양은 1,2 줄입니다.
4. 열역학 과정에 대한 올바른 설명은…
A. 등압 과정은 일정한 압력에서 기체를 변화시키는 과정입니다.
B. 등압변환은 일정한 온도에서 기체를 변화시키는 과정입니다.
C. 등적 과정은 일정한 압력에서 기체를 변화시키는 과정입니다.
D. 등온선은 일정한 부피에서 기체의 변화를 일으키는 과정입니다.
E. 등적반응은 일정한 온도에서 기체의 변화를 일으키는 과정입니다.
논의
등압 = 일정 압력
등적 = 일정한 부피
등온 = 일정한 온도
정답은 A입니다.
5. 아래 그래프를 바탕으로 프로세스 I과 II의 노력 수준을 비교해 보면 다음과 같습니다...
A. 4 : 3
B. 3 : 4
C. 2 : 3
D. 1 : 2
E. 1 : 3
논의 :
알려져 있다 :
공정 I: P = 15 N/m2, V1 = 15m3, V2 = 35m3
공정 II: P = 10 N/m2, V1 = 5 m3, V2 = 45m3
질문했습니다 :
프로세스 I과 프로세스 II의 노력(W) 비교?
자와브 :
정답은 B입니다.
6. 아래 그림은 열역학적 과정을 거치는 헬륨 기체의 PV 선도입니다! 과정 ABC에서 헬륨 기체가 한 일은…
A. 400 kJ
B. 500 kJ
C. 600 kJ
D. 800 kJ
예: 1000kJ
논의 :
알려져 있다 :
P1 = 2x105 N / m2
P2 = 1x105 N / m2
V1 = 5m3
V2 = 15m3
질문했습니다 :
ABC 공정에서 작업(W)이란 무엇입니까?
자와브 :
기체의 부피가 증가할 때만 일이 수행됩니다. 과정 AB에서는 기체의 부피가 일정하게 유지되므로 헬륨 기체는 일을 하지 않습니다. 과정 BC에서는 기체의 부피가 증가하므로 헬륨 기체는 일을 합니다.
