귀여운 촌아의 작은상자

열역학 4-14.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

문제 4-14

주어진 관계식에 따라 어떤 가스가 팽창할 때, 기체의 최초 체적을 이용하여 과정 동안의 경계일을 계산한다.

가정: 기체는 준평형 과정으로 압축된다.

풀이: 기체의 최초 체적이 주어져 있으므로 압력-체적 관계식에 대입하면 상수 b를 아래와 같이 구할 수 있다.

따라서 주어진 압력-체적 관계식은 아래와 같고,

최종 상태의 체적은 다음과 같다.

주어진 관계식을 적분하여 경계일을 계산하면 아래와 같다.

추가: 주어진 압력-체적 관계식은 체적에 대한 1차식으로 P-V 선도에서 직선이다.

따라서 P-V 선 아래의 면적으로 과정 동안의 경계일을 구할 수 있다.

그러므로 아래와 같이 계산된다.

열역학 4-13.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

문제 4-13

준평형 과정으로 특정 압력, 체적 관계식에 따라 압축되는 공기의 과정을 P-v 선도에 나타내고 경계일을 계산한다.

가정: 공기는 준평형 과정으로 압축된다.

풀이: 먼저 주어진 압력-체적 관계식을 EES를 이용하여 그래프로 나타내기 위해서는 Parametric Table을 생성해야 한다.

아래와 같이 Equation 창에 압력 관계식을 적고 New Parametric Table 아이콘을 선택하거나 메뉴의 Tables > New Parametrci Table을 선택한다.

체적이 0.42m3에서 0.12m3까지 변화하므로 0.01의 간격일 때 31개의 테이블 입력값이 필요하므로

No. of Runs는 31로 설정하고 Variables in equations에서 종속 변수와 독립 변수인 P, V를 선택하고 Add를 선택한다.

아래와 같이 Variables in table에 추가 하고 OK를 선택한다.

아래와 같이 P-V 선도에 필요한 Parametric Table이 생성되며,

체적 V의 작은 화살표 클릭 또는 우클릭하여 Alter Values를 선택한다.

체적 V는 처음 0.42에서 0.12까지 변화 하므로 처음 값 First Value를 0.42, 마지막 값 Last value를 0.12로 수정하고 OK를 선택한다.

아래와 같이 0.01의 간격으로 독립 변수인 V값에 대한 테이블이 생성되었으며

이에 따른 압력 P 값을 계산하기 위해 Solve Table 아이콘 또는 메뉴의 Calculate > Solve Table 또는 키보드의 F3을 눌러서 Parametric Table의 값을 계산을 선택한다.

계산하려는 테이블과 옵션을 확인하고 OK를 선택하여 계산을 한다.

다음과 같이 체적에 대한 압력 P 값이 계산되었으며

아래와 같이 속성 Properties를 선택하여

해당 열의 단위 등을 수정할 수 있다.

(a) 압력 P와 체적 V의 Parametrci Table이 올바르게 생성되었다면 New Plot Window 아이콘을 선택하거나

메뉴의 Plot > New Plot window를 선택한다.

다음과 같이 X-Axis(x축)은 체적 V, Y-Axis(y축)은 압력 P로 선택한다.

적절히 그래프를 정리하면 아래와 같다.

주어진 테이블과 그래프를 살펴보면 과정 동안의 곡선은 P-V 그래프에서 직선이며 밑의 면적을 계산하면 경계일은 다음과 같다.

(b) 주어진 압력-체적 관계식을 경계일을 적분하여 경계일을 계산하면 아래와 같다.

따라서 압축 과정 동안 공기로 전달된 경계일은 82.8kJ이다.

열역학 1-102.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

문제 1-102