열역학 11강 - 열역학 제1법칙과 밀폐계에 대한 궁금증 (water vapor, liquid, difference, evidence, thermodynamics, information, scarcity, home, density of water, temperature, volume, change)

질문 요약

water vapor와 liquid의 양 차이를 판단할 수 있는 근거가 있는지 질문드립니다.

답변 요약

열역학 문제에서 정보가 부족한 경우에는 문제에서 제공된 정보로 가정을 하여 답을 구하는 경우가 있는데, 이런 경우 물의 밀도는 상온에서 1000 kg/m3인데 온도가 100˚C일 때 물의 부피가 크게 변하지 않으므로 밀도도 크게 변하지 않는다고 가정할 수 있습니다. 이런 유형의 가정은 열역학에서 자주 나오니, 알아두시면 도움이 많이 될 것입니다.

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열역학 11강 - 열역학 제1법칙과 밀폐계에 대한 궁금증

열역학 공부에 있어서 가장 기본이 되는 법칙 중 하나인 '열역학 제1법칙'을 공부하다 보면, 많은 의문점이 생기곤 합니다. 그 중에서도 밀폐계에 대한 이해는 열역학을 제대로 파악하는 데 있어 중요한 열쇠가 됩니다. 오늘은 열역학 제1법칙과 밀폐계에 대한 궁금증 중 하나를 해결해 보도록 하겠습니다.

열역학 제1법칙을 공부하다 보면, P(Vvapor - Vliquid) 이 부분에서 liquid가 vapor에 비해 매우 작기 때문에 무시가능하다는 말을 듣게 됩니다. 그런데 문제에는 water vapor에서의 밀도만 나와 있어서, 이 정보만으로 liquid가 vapor보다 양이 적은지 어떻게 판단할 수 있는지 의문이 들 수 있습니다.

이런 경우, 우선 문제에서 제공된 정보로 가정을 하여 답을 구하는 방법을 사용해야 합니다. 열역학 문제에서 정보가 부족한 경우 이런 방법을 자주 사용하게 됩니다. 특히 물의 경우, 상온에서의 밀도는 1000 kg/m3입니다. 그런데 온도가 100˚C일 때 물의 부피는 크게 변하지 않으므로, 밀도도 크게 변하지 않는다고 가정할 수 있습니다.

즉, 물의 밀도는 온도에 따라서 크게 변하지 않기 때문에, vapor와 liquid의 양 차이를 비교할 때 물의 밀도를 기준으로 판단하게 됩니다. 이런 유형의 가정은 열역학에서 자주 나오는 편이므로, 알아두면 열역학 문제를 해결하는 데 많은 도움이 됩니다.

열역학의 세계는 복잡하고 어렵지만, 기본 법칙과 원리를 이해하면 그 복잡함을 좀 더 쉽게 이해할 수 있습니다. 열역학 제1법칙과 밀폐계에 대한 이해를 돕기 위해 오늘의 글을 준비하였습니다. 이 글이 여러분의 열역학 공부에 도움이 되었기를 바랍니다.

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