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이상기체의 상태방정식, 내부에너지 및 엔탈피 이상기체의 상태방정식 이전에 설명드린 보일의 법칙(온도가 일정할 때 기체의 부피는 압력에 반비례한다.)과 샤를의 법칙(압력이 일정할 때 기체의 부피는 절대온도에 비례한다.)에 아보가드로의 법칙(온도와 압력이 일정할 때 기체의 부피는 몰 수에 비례한다.)을 더하면 다음과 같은 방정식을 얻을 수 있는데 V ∝ nT / P 비례상수 R을 사용하면, V = RnT / P 또는 PV = nRT가 된다. 이 상태방정식을 이상기체의 상태방정식이라 하고 이 상태방정식을 만족하는 기체를 이상기체(ideal gas) 또는 완전기체(perfect gas)라 하며, 여기서 R은 기체상수(gas constant) 또는 특정기체상수라 부른다. 이 값은 기체의 종류마다 다르다. 이상기체는 실제로 존재하지 않는 기체이지만 밀도가 낮.. 2023. 1. 24.
엔탈피 및 기체의 상태 변화에 대한 기본법칙 엔탈피의 정의 문제를 해석할 때 자주 나타나는 상태량의 조합 형태인 u + Pv를 편리하게 취급하기 위하여 다음과 같이 새로운 상태량 엔탈피(enthalpy, H)를 정의한다. H = U + PV 이 식을 질량 m으로 나누어주면 단위 질량당 엔탈피(h)는 다음과 같다 h = u + Pv, h = H / m 여기에서, h는 비엔탈피(기체 1kg 당의 엔탈피, 단위는 J/kg), u는 비내부에너지(기체 1kg 당의 내부에너지, 단위는 J/kg), v는 비체적(기체 1kg 당의 체적, 단위는 m^3/kg)이다. U, P, V가 모두 열역학 상태량이므로 이들의 조합인 U + PV도 하나의 상태량이다. 이 조합을 간단하고 편리하게 사용하기 위하여 새로운 종량적 상태량을 엔탈피(enthalpy)로 정의하고 H로 나.. 2023. 1. 23.
열역학 제1법칙 및 에너지 보존법칙 열역학 제1법칙의 개념 열역학 제1법칙은 일반적으로 에너지 보존법칙으로 해석된다. 보존법칙이란 경계를 통하여 들어오는 전체 증가량이 경계 내의 전체 증가량과 같다는 것을 의미한다. 계의 경계를 통해 출입하는 중요한 물리량으로는 일과 열이 있다. 열은 질량이 없는 유체로 생각되어 오다가 Gay-Lussac과 Joule 등의 실험을 통하여 일과 대등한 에너지로서의 개념이 도입되었다. Joule의 실험 결과를 토대로 한 경험을 바탕으로 하여 정립된 열역학 제1법칙은 열의 개념을 분명하게 하고 이로부터 에너지 보존법칙을 설명하는 법칙이라고 할 수 있다. Joule의 실험 Joule의 실험 장치와 같이 단열된 견고한 용기 내에 일정한 양의 물이 들어 있고, 질량 m의 추에 연결된 휘젓기 날개가 물속에 잠겨 있다... 2023. 1. 22.
열역학의 기본개념 및 열역학 제0법칙 열역학의 기본 개념 1. 열역학의 범위 '열역학(thermodynamics)은 열과 일 및 물질의 상태량을 다루는 과학, 또는 에너지와 엔트로피의 과학' 등으로 정의한다. 물질의 상태 변화 그 자체가 주된 관심사가 되기도 하지만, 공업 열역학에서는 상태 변화에 따른 물질의 성질을 연구하여 에너지, 일 및 열 사이의 관계를 주로 다룬다. 열역학적 상태를 기술하는 상태량(property)에는 압력(pressure), 부피(volume), 온도(temperature) 등의 여러 가지가 있다. 열역학은 에너지를 다루는 과학으로 동력 발생, 냉동, 물질의 상태량 사이의 관계 등을 포함한 모든 형태의 에너지와 에너지 변환을 포함하는 학문이다. 2. 열역학적인 계 열역학적인 계(thermodynamic system).. 2023. 1. 22.

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