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제목 답변완료 열역학 제대로 끝내기 8강
질문유형 강좌내용 교수님 권준표
과목 공업열역학 강좌명
작성자 김*영 (e*******4) 등록일 2021-02-15 20:16

#이상기체상태방정식#상태량#압력#밀폐계#열역학1법칙


<질문1>

10분 01초에서,    Air가 가진 압력과, 수증기가 가진 압력의 합을 P_2라고 한 것 과

 

 

16분 8초에서  이라 한 부분이 뭔가 납득이 되질 않습니다.

 

 

밀폐된 실린더 용기에서, 어떻게 유체의 종류마다 압력이 다르게 걸릴 수 있나요?? 유체의 종류와 상관없이 고르게 걸려야 하는 것 아닌가요?

P_2=P_2_air=P_2_watervapor  와 P_1=P_waterliquid=P_air 이여야 하는것 아닌가요? 공기와 물, 증기사이에 압력이 다르게 걸리는게 잘 이해가 되질 않습니다.

 

 

<질문2>

 압력은 강도성 상태량이라 질량에 무관한 상태량이라 배웠습니다. 그렇다면 저 문제의  액체상태의 물과 기체상태의 공기가 공존해 있는 state 1 에서,

물이 1kg 이 아닌 0.001g 만  있어도 T_1=25도, P_1=100kPa 하에서는 P_waterliquid 을 3.17kPa의 Saturated 압력으로 둬도 되는건가요? 뭔가 이부분도 납득이 안됩니다.. 물이 실린더에 1kg있든, 100kg있든 상관이없다..?  혹시라도 피스톤에 어떤 다른 종류의 불순물이 0.001g이 들어간다면 실린 더 내 압력분포가 변하는건지..? 이 부분에 대한 자세한 설명을 듣고 싶습니다.

 

<질문3>

 PV=mRT 라는 이상기체상태방정식을 보면, P는 m이클수록 비례하니까, P는 m에 따라 변하는 종량성 상태량인것 아닌가요..? 그런데 또 한편으론, 1기압과 1기압을 합친다해서 2기압이 되지 않는걸 아는데, 뭔가 제가 단단히 착각하는게 있는 것 같아서, 질문드립니다.

 

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김*영

[첫 번째 질문에 대한 답변]


아래의 사진에 관한 질문인 것이죠?

이 문제에서 필요한 것은 2번 상태의 압력인데
밀폐용기 안에 액체와 기체가 같이 있는 상태이기에
각각의 압력을 알아야 더해서 총 압력을 계산할 수 있었습니다.

질문 내용은 한 용기 내에 있는
여러 개의 물질이 어떻게 다른 압력을 받을 수 있냐는 것인데,

각각의 물질이 다른 압력을 받는다기 보다는
전체 압력에 기여하는 정도가 각각의 물질에 따라 다르다고 이해하시는 것이
더 편하실 것 같습니다.

물론 언제나 성립하는 것은 아니지만,
ideal mixture를 가정하고 있다면
이상기체는 각각 독립적으로 활동하고,
분자 간의 인력/척력에 무관하기 때문에
각 기체의 압력은 순수하게 각 기체의 몰수와 비례합니다.
(이상기체 방정식에 따라)

결국 전체의 압력은
각각의 기체의 부분압이 더해져서 나오게 되는 것이고,
우리는 이를 바탕으로
물과 공기의 압력을 계산할 수 있었습니다.

물의 압력은 상태량표를 이용해야 구할 수 있고,
공기의 경우 이상기체 상태방정식으로 구할 수 있으므로
이 두 물질의 합으로 전체의 압력을 계산할 수 있었던 것입니다.

자세한 설명을 위해 아래와 같이 사진을 첨부합니다.

또한 Raoult`s Law를 살펴보시면 도움이 되시겠습니다.
https://www.chemguide.co.uk/physical/phaseeqia/idealpd.html

PNG-image.png 

 

[Ideal Mixture에 관한 설명]

PNG-image.png 

 

다른 질문들은 위의 답변으로 충분히 답변되었을 거라 생각합니다.

관련된 내용을 찾아 많이 읽어보시고 공부하시길 바랍니다. 

  • 2021-02-16
  • 2024-12-12 수정