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제목 답변완료 5강 마지막 문제 질문이요!
질문유형 강좌내용 교수님 권준표
과목 공업열역학 강좌명
작성자 김*선 (l*******7) 등록일 2019-01-16 20:38

다 친절히 풀어주시고 마지막 일 양에서 
피스톤 실린더 내의 부피가 감소하는데 (2.75 -> 0.5)일이 양수값으로 나오신거 계산기로 다시 풀어봐주셨는데,

제 계산으로는 일이 음수가 나와야 하는것 같아서요 대략 -1.28MJ정도로요....
만약 제 계산대로 일 양이 음수가 나왔다는거는 system내로 일을 받았다는 의미인데,지금 
system으로 잡은 범위가 실린더 전체가 맞나요? 시스템 전체가 외부에서 1.28MJ을 받았다고 해석 할 수 있나요?


그리고 두번째로는,
마지막에서 두번째로 풀어주셨던 m = 5kg인 피스톤 실린더에 80KJ의 열을 가했고, 이 시스템에 프로펠로오 18.5kJ의 일을 가했다고 문제가 되어있어요.
이 문제 부호 정하실 때, The 1st law of Thermodynamics in closed system 식에서 KE, PE는 무시하셨고, U값이 "전체 Q -전체 W "라고 하셨는데요,
이때 W는 단위시간동안 system이 외부로 일을 한 양이기 때문에 저는 식을 delta U = +Q -( +W)라고 이해를 하고 공부하고 있었습니다.
그런데 프로펠러에 대한 일을 고려하실때, 피스톤의 일 방향과 반대여야 하는 이유로 piston의 work는 -로, propeller의 work는 +로 쓰셨는데, 제가 생각하고 있는 부호와는 좀 차이가 있는것 같아서요. 
propeller가 한 일은 system에 +로 들어가고, system은 프로펠러를 통해서 일을 받았기 때문에
delta U = +Q - (+W_piston) + (-W_propeller)라고 생각을 했는데,
교수님이 작성하신 식이 맞다면 아마 delta U = +Q - (+W_piston) `-` (-W_propeller)라고 들어가서 propeller가 한 일의 양이 +로 들어간다 라고 생각을 해보아야 할 것 같아요,
혹시 이 밀폐계에서의 열역학 제 1법칙 식, 즉 delta_KE + delta_PE + delta_U = `+`Q `-`(+W) 라는 의미가 system을 고려할 때 모든 열전달은 `+`로, 모든 일은 `-`로 둔 다음, 앞선 강의에서 언급하셨던 sign convention에 의해 `Q`와 `W`를 고려하면 되는걸까요?? 

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권*표 교수님

1) 시스템의 압력이 증가하고, 부피가 줄어들었다는 것은 압축되었다는 것을 의미합니다. 이는 시스템이 외부로부터 일을 받았다는 것을 의미하기 때문에 일의 값이 음수로 나왔다면 잘 구하신 겁니다.

 

2) 잘 이해하고 계신 것 같습니다. 제가 설명한 것도 그것과 비슷한데요. 

프로펠러의 일은 우리가 시스템으로 정의한 피스톤에 공급해준 일, 피스톤이 한 일은 시스템이 한 일입니다. 

 

아래의 제가 풀이한 식을 보시면 잘 정리하실 수 있을 것 같습니다.

 

∆U=∆Q-∆W

m(u_2-u_1 )=∆Q-(W_propeller+W_piston )=(+80 kJ)-(-18.5 kJ+W_piston )

W_piston=98.5 kJ-m(u_2-u_1)

 

 

  • 2019-01-17
  • 2024-12-12 수정