| 제목 | 답변완료 카르노기관 관련 설명 중 질문이 있습니다 | ||
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| 질문유형 | 강좌내용 | 교수님 | 권준표 |
| 과목 | 공업열역학 | 강좌명 | |
| 작성자 | 이*용 (j*********7) | 등록일 | 2019-05-08 10:11 |
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안녕하세요. 선생님의 카르노기관 관련 설명 중에 추가로 궁금한 부분이 있어서 질문 올립니다. 등온팽창과정과 등온압축과정은 각각 고열원, 저열원과의 접촉에 의해서 열이 이동하여 그 이동한 열만큼의 일을 하거나 받게 된다고 들었습니다. 그렇다면 단열팽창과정과 단열압축과정은 어떠한 이유로 일어나는 것인가요? 단순히 그 기체를 그대로 두면 자연스레 단열팽창 및 단열 압축이 발생해서 온도가 t1에서 t2로 또는 t2에서 t1으로 바뀌는 것인가요? 만약 그렇다면 왜 자연스레 단열팽창 및 압축이 일어나는 것인가요?
단열팽창의 한가지 예를 생각해보면 구름 생성 과정이 있습니다. 기체 덩어리가 어떠한 이유에 의해 (이를테면 산의 능선을 타고 상승) 상승하면서 주변의 압력이 감소하여, 상대적으로 기체덩어리 자체의 압력이 주변보다 커지게 되고 그에 따라 주변과 열 교환이 발생하지 않는 상태에서 기체덩어리의 부피가 커지는 단열팽창과정을 거치면서 기체 덩어리의 온도는 감소하는 것입니다. 카르노기관 내부의 단열과정도 이와 같이 주변과의 압력차에 의한 것인가요? 아니면 다른 이유가 있나요??
계속 머리속에 이 의문이 맴돌아서 질문합니다. 항상 좋은 강의 제공해주셔서 감사합니다. 덕분에 열역학 책만 보면 졸던 제가 열역학을 이렇게 열심히 공부하고 있습니다.
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안녕하세요. 카르노 사이클의 등온팽창과정에서는 고열원으로부터 열을 받으면서 팽창합니다.
이후 단열과정으로 바뀌면서 고열원과의 열전달이 차단되죠. 열전달이 차단되었다 하더라도
실린더 안의 기체는 외부 환경보다 높은 에너지를 가지고 있기 때문에 지속적으로 팽창할 겁니다.
물론 단열과정이기 때문에 팽창하는 과정에서 기체의 온도는 낮아지게 됩니다.
매우 좋은 질문이라고 생각하는데
이와 더불어서 등온과정과 단열과정의 근본적인 차이가 무엇일지에 대해서
좀더 고민해보면 더 좋을 것 같습니다.
이러한 고민들이 이후에 Maxwell이나 Helmholtz, Gibbs 에너지를 이해하는 데에 큰 도움이 될 것 같습니다.
질문에 대한 답이 충분히 되었는 지는 모르겠습니다.
너무 당연히 팽창하기 때문에 이에 대해 좀더 서술된 내용은 안타깝게 찾지 못했습니다.
대신 MIT에서 제공하는 카르노 사이클에 대한 내용을 아래와 같이 첨부하니 읽어보시길 바랍니다. 감사합니다.
https://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/notes/node24.html
- 2019-05-08
- 2024-12-12 수정























