열역학 4단원 과제

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본문내용

4-1C
An ideal gas at a given state expands to a fixed final volume first at constant pressure and then at constant pressure and then at constant temperature. For which case is the work done greater?
Sol)온도가 증가하면 열로 손실되는 에너지가 생긴다. 따라서, 등압변화의 경우가 더 필요한 일의 양이 많다.

4-4
A piston-cylinder device initially contains 0.07m^3 of nitrogen gas at 130kPa and 120℃. The nitrogen is now expanded polytropically to a state of 100kPa and 100℃. Determine the boundary work done during this process.
Sol)질소 가스의 기체상수 R=0.2968kJ/kg∙K 이다. 처음 상태에 대해 V,T,P가 주어져 있으므로, 이상기체 상태 방정식에 의해 m= (P_1 V_1)/(RT_1 )=(130∙0.07)/(0.2968∙(120+273) )=0.07802kg
나중 상태에 대해, m, P, T가 주어져 있으므로 V_2=(mRT_2)/P_2 =(0.7802∙0.2968∙(100+273))/100=0.08637m^3
다방과정이므로, P_1 〖V_1〗^n=P_2 〖V_2〗^n 계산하면, n=1.249 이다.
따라서, W= (P_2 V_2-P_1 V_1)/(1-n)=(100∙0.08637-130∙0.07)/(1-1.249)=1.86kJ

4-20
1-kg of water that is initially at 90℃ with a quality of 10 percent occupies a spring-loaded piston-cylinder device, such as that in Fig. P4-20.

참고 자료

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