열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 4-12

열역학 4-12.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

McGraw-Hill

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문제 4-12

등온 과정으로 천천히 압축되는 질소에 대한 일을 구한다.

가정: 주어진 과정은 준평형 과정이며, 순수한 질소에 대해서만 고려한다. 

풀이: 부록의 몰 질량, 기체 상수와 임계점 특성표 TABLE A-1을 참고하면 질소의 임계 온도, 임계 압력은 다음과 같다.

따라서 처음과 나중의 환산 온도, 환산 압력으로 압축성 인자를 구하면 다음과 같고,

주어진 과정에서 질소는 이상기체라고 할 수 있다. 또한 질소는 온도가 일정하게 유지되는 등온 과정으로

이상기체 방정식에 의해 압력과 체적의 관계식은 다음과 같다.

그러므로 이 과정 동안 이상기체인 질소의 경계일은 다음과 같다.

즉, 질소 기체로 투입된 일은 50.22kJ이다.