[공업열역학] 엔트로피 식중 궁금한 것이 있습니다 (entropy, thermodynamics, piston cylinder, saturated gas, entropy table, Tds equation)

질문 요약

시스템 전체의 엔트로피 변화량은 Sgen + (T/Q)b로 나타납니다. 피스톤 실린더에 포화기체가 있다고 가정할 때, 표를 이용한 엔트로피 변화량과 Tds=dq를 이용한 엔트로피 변화량이 같은 값이라고 봐도 되나요?

답변 요약

엔트로피 값을 구할 때는 두 가지 방법이 있습니다: 1) 테이블을 이용하는 방법, 2) 공식을 이용하는 방법. 테이블의 조건과 공식의 조건이 다를 경우, 값이 다르게 나올 수 있습니다. 영상(https://youtu.be/lDTpP9s2_vA)이 그 예를 보여줍니다. Tds=dq 공식을 사용하면 시스템이 내부가역임을 가정하는데, 테이블 값은 실제 실험 값이므로 내부가역이 아닙니다. 측정된 엔트로피 값이 다를 수 있습니다. 문제의 요구에 따라 적절한 방법을 선택해 풀어야 합니다.

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공업열역학: 엔트로피 변화와 계산 방법

엔트로피는 열역학에서 매우 중요한 개념으로, 시스템의 무질서도를 의미합니다. 엔트로피 변화를 계산하는 방법은 여러 가지가 있으며, 이 중 가장 많이 사용되는 두 가지 방법은 테이블을 이용한 방법과 공식을 이용한 방법입니다. 이번 포스팅에서는 엔트로피 변화량을 계산할 때 두 방법이 같은 결과를 주는지에 대해 논의해보겠습니다.

엔트로피 변화량 계산 방법

엔트로피 변화량을 계산하는 방법에는 다음 두 가지가 있습니다:

1. 테이블을 이용하는 방법
2. 공식을 이용하는 방법 (예: \( Tds = dq \))

테이블을 이용한 엔트로피 변화량 계산

포화기체의 엔트로피 변화를 계산할 때, 열역학 테이블을 자주 사용합니다. 이 테이블은 실험적으로 측정된 데이터를 기반으로 하며, 포화기체의 상태(온도와 압력)에 따른 엔트로피 값을 제공합니다. 실험 데이터를 통해 얻어진 값이기 때문에 실제 상황을 반영하고 있습니다.

열역학 테이블 예시

공식을 이용한 엔트로피 변화량 계산

공식을 이용하여 엔트로피 변화를 계산할 때 가장 많이 사용되는 공식은 아래와 같습니다:

\[ Tds = dq \]

이 공식은 시스템이 내부 가역 과정(internally reversible process)을 겪는다고 가정합니다. 내부 가역 과정에서는 시스템 내부에서 발생하는 모든 과정이 가역적이므로, 이 공식이 정확하게 적용될 수 있습니다.

두 방법의 비교

테이블을 이용한 방법과 공식을 이용한 방법은 각각의 조건에 따라 다른 결과를 낼 수 있습니다. 특히, 다음과 같은 이유로 값이 다를 수 있습니다:

• 테이블 값은 실험적으로 측정된 값으로, 실제 비가역 과정에 의해 얻어진 것입니다.
• \( Tds = dq \) 공식은 내부 가역 과정을 전제로 하기 때문에, 실제 비가역 과정에서는 정확한 값을 제공하지 못할 수 있습니다.

따라서, 문제의 요구사항에 따라 적절한 방법을 선택하여 계산해야 합니다. 예를 들어, 실제 시스템의 엔트로피 변화를 알아야 한다면 테이블 값을 사용하는 것이 더 정확할 수 있습니다.

실제 예시

영상 여기에서는 두 가지 방법을 사용하여 엔트로피 변화를 계산하는 과정을 보여줍니다. 이 영상을 통해 두 방법이 어떻게 다른 결과를 나타내는지 확인할 수 있습니다.

결론적으로, 엔트로피 값을 구할 때는 테이블을 사용하는 방법과 공식을 사용하는 방법이 있으며, 두 방법은 각자의 조건에 따라 다른 결과를 나타낼 수 있습니다. 이를 염두에 두고 문제의 요구에 맞는 방법을 선택하여 정확한 엔트로피 변화를 계산하는 것이 중요합니다.

이 포스팅이 엔트로피 변화량 계산에 대한 이해를 돕는 데 도움이 되었기를 바랍니다. 다음에도 더 유익한 열역학 주제로 찾아뵙겠습니다!

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