[공업열역학] 8강 물의 상변화 문제풀이에 대한 추가 질문 (1. cylinder 2. boundary work 3. compression 4. thermodynamics 5. first law 6. repetition 7. calculation)

질문 요약

이 링크의 답변을 보고, C)에서의 Win이 374.53이라고 하셨는데, 그러면 b)의 Work가 Wb - Win = -374.53 인데 여기서 Wb가 0이 되는것인가요? Wb = Patm(V2- V1) 으로 존재해야 되는것이 아닌가싶어 질문드려봅니다.

답변 요약

복잡한 시스템으로 인해 반복적인 질문이 있지만, Win과 Wb를 구분하기 위해 C)에서 Win이라고 명명했습니다. Win은 cylinder의 boundary work를 의미하며, 이 값을 그대로 사용했습니다. Wb로 대체하여 혼란을 초래하지 않기 위함입니다. Win은 압축 과정에서 cylinder를 압축하기 위해 필요한 값으로, 이미 열역학 1법칙에 적용된 값이므로 문제가 없습니다. Win과 Wb를 중복적으로 사용하면 잘못된 계산이 될 수 있습니다. 자세한 정보는 아래 링크를 참고하세요. (https://godjunpyo.com/열역학/?uid=1575&mod=document&pageid=1#kboard-comments-1575)

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공업열역학 문제풀이에 대한 추가 질문

안녕하세요, 여러분. 오늘은 공업열역학에 대한 주제로 다시 찾아왔습니다. 이전에 진행했던 '물의 상변화 문제풀이'에 대한 글에서 추가 질문을 받았는데요. 질문자님께서는 이전 포스트에서 설명한 내용 중 일부에 대해 궁금증을 가지셨습니다. 바로 Win과 Wb에 대한 부분인데요. 여기서 Win은 실린더의 경계 작업을, Wb는 대기압에 의한 작업을 의미합니다.

Win과 Wb의 차이는 무엇인가요?

먼저, Win이란 실린더 내부에서 이루어지는 열역학적 작업을 나타냅니다. 이 값은 압축 과정에서 실린더를 압축하기 위해 필요한 에너지로, 열역학의 제1법칙에 따라 이미 계산에 포함되어 있습니다.

다음으로, Wb는 단순히 대기압에 의해 발생하는 작업을 의미합니다. Wb = Patm(V2 - V1) 식으로 표현되며, 이는 기체의 부피 변화에 따른 대기압에 의한 작업입니다.

그렇다면 Win과 Wb를 같이 사용하면 안되는 이유는 무엇인가요?

Win과 Wb를 동시에 사용하는 것은 중복 계산이 발생할 수 있습니다. 이미 Win은 열역학의 제1법칙에 의해 계산되었으므로, Wb를 추가로 계산하게 되면 실제로 발생하지 않는 작업을 계산하게 되는 것입니다. 따라서 Win과 Wb는 각각 다른 상황에서 사용되어야 하며, 같이 사용될 경우 오류를 유발할 수 있습니다.

결론

Win과 Wb는 각각 실린더의 경계 작업과 대기압에 의한 작업을 의미합니다. Win은 이미 열역학의 제1법칙에 따라 계산되었으므로, 잘못된 계산을 방지하기 위해 Wb를 추가로 계산하면 안 됩니다. 이상으로 오늘의 공업열역학 질문에 대한 답변을 마치겠습니다. 다음 시간에는 다른 흥미로운 질문으로 찾아뵙겠습니다.

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