열역학1 pv 선도

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열역학1 pv 선도

작성일 2024.04.19댓글 1건
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열역한 문제를 푸는데 궁금한 것이 생겨 질문 드립니다.
문제를 푸는 과정에서 pv선도를 그리라는 문제가 종종 나오는데 어떤 경우에는 첫번째 사진 그래프에서 나타내고 어떤 문제들에선 두번째 사진에서의 처럼 그래프를 그립니다.

그래프 모양이 너무 다른데 왜 이렇게 다른것인지?
그리고 어떤 상황에서 어떤 그래프를 그려야 하는지?
알려주시면 감사하겠습니다.







profile_image 익명 작성일 -

어떤 물질이냐에 따라 다릅니다.

​

역U자형 포화곡선 위에 선도를 그리는 경우는 해당과정이 일어나는 영역이 상변화영역근처인 물질인 경우입니다.

예컨대 증기터빈에 사용되는 물, 증기압축식냉동기에 쓰이는 냉매( 암모니라, R12, R134a, R600a 등)는 사용영역 범위에서 액체가 되었다 기체가 되었다 하기 때문에 위와 같이 수평선으로 그려지는 부분이 있습니다.

이러한 물질은 여러 상태에서의 온도,압력,비체적,내부에너지,엔탈피,엔트로피 등에 대한 간단한 식이 없기 때문에, 실제 해석을 위해서는 반드시 테이블(압축액표,포화습증기표,과열증기표)이 필요합니다.

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사용영역 전체에서 기체상태를 유지하는 물질(공기, 이산화탄소, 헬륨 등)의 경우는 그냥 반비례형, 비례형 그래프 비슷하게 비교적 심플한 선도가 됩니다. 또한 상태량은 이상기체식과 같이 비교적 간단한 식을 이용해서 계산이 가능하므로 별도의 표가 필요하지 않습니다. (단 보다 정밀한 해석을 위해 표를 사용하는 경우도 있습니다.)

​

상변화물질에 대한 Pv선도에서 비교적 고온,저압영역(포화선에서 떨어진 우측 하단)을 보시면 이상기체로 가정하는 그래프와 비슷해짐을 알 수 있습니다. 예컨대 수증기의 경우 비교적 저압영역에서는 이상기체식의 사용이 가능합니다. 대기중에는 부피비율로 약 5% 정도의 수증기가 포함되어 있어 수증기의 분압은 5kPa정도가 되는데 이 정도 압력과 상온에서는 이상기체로 가정해도 무리가 없습니다.

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