열역학 제1&2법칙에서 저장고에서의 W 값이 0이 되는 이유에 대한 질문 (refrigerator, problem, warehouse, condenser, compressor, W-value, 0, reason, entropy, Q, 27˚C, 0˚C, internal energy, system, work, heat, cost, First Law of Thermodynamics)

질문 요약

냉장고 문제에서 저장고가 아닌 응축기와 압축기에 적용되는 W값이 0이 되는 이유가 무엇인가요? [13강]

답변 요약

엔트로피 개념을 이해하는 문제로, Q를 기준으로 값을 구하기 때문에 27˚C에서 0˚C로 가는 과정도 Q로 구합니다. 내부에너지 변화와 시스템에 가해진 일이 같다고 가정하여 구하고, 단열 가정 아래 일과 열은 같은 개념이므로 cost를 구하기 쉬워집니다. 열역학 1법칙을 잘 생각하여 이해하면 됩니다.

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열역학 제1&2법칙에서 저장고에서의 W 값이 0이 되는 이유에 대한 질문

안녕하세요, 교수님! 열역학 수업을 듣고 있는 학생입니다. 열역학 13강 7분 38초에서 b)를 풀던 중 열역학 제1법칙 Q - W = delta U + delta KE + delta PE를 적용하셨는데, 여기서 delta KE와 delta PE가 없어지는 것은 이해가 되었는데 W 값이 없어지는 것이 이해가 안가 질문 드립니다.

제가 이해하기로는 냉장고는 크게 증발기, 저장고(음식을 저장하는 곳), 압축기, 응축기로 이루어져 있고 문제에 표시되어 있는 녹색 W는 저장고가 아닌 응축기와 압축기에 적용되는 것 같습니다. 그래서 b)에서 다루는 저장고에서는 Q - W = delta U + delta KE + delta PE를 적용할 때 W 값이 0이 되는 것인지요?

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답변

질문에 대한 답변을 드리겠습니다. 이 문제는 엔트로피 개념을 이해하는 문제로, Q를 기준으로 값을 구하기 때문에 27˚C에서 0˚C로 가는 과정도 Q로 구합니다. 내부에너지 변화와 시스템에 가해진 일이 같다고 가정하여 구하고, 단열 가정 아래 일과 열은 같은 개념이므로 cost를 구하기 쉬워집니다. 열역학 1법칙을 잘 생각하여 이해하면 됩니다.

즉, 냉장고의 저장고에서는 외부로부터 일이 가해지지 않기 때문에 W 값이 0이 됩니다. 저장고의 내부에너지는 외부로부터 받은 열에 의해서만 변화합니다. 이는 열역학 제1법칙에 따르면, 시스템의 내부에너지 변화는 외부로부터 받은 열과 시스템이 한 일의 차이로 주어지므로, 외부로부터 일이 가해지지 않은 저장고에서는 W 값이 0이 됩니다.

항상 열역학의 기본 법칙을 잊지 말고 문제를 풀면서, 각각의 요소가 어떻게 열역학 시스템에 영향을 미치는지 고민하면 도움이 될 것입니다.

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