열역학 3-116.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 3-116


온도와 압력이 서로 다른 수소가 밸브로 연결된 견고한 용기에 각각 들어있을 때, 밸브가 열리고 열적 평형에 도달한 후 최종 압력을 계산한다.

가정: 최종 상태의 수소 온도는 주위 온도와 같고, 밸브의 체적은 고려하지 않는다.

풀이: 부록의 몰 질량, 기체 상수와 임계점의 상태량 표 Molar mass, gas constant, and critical-point properties TABLE A-1를 참고하여 
수소의 기체상수, 임계 온도와 임계 압력은 다음과 같고,



환산 온도와 환산 압력을 고려하면 견고한 용기 내의 수소는 이상기체로 가정할 수 있다.
따라서 이상기체 방정식을 이용하여 각각의 수소 질량을 구하면 다음과 같다.

그러므로 최종 상태에서의 용기 내 압력은 다음과 같이 이상기체 방정식을 이용하여 계산할 수 있다.


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열역학 3-104.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 3-104


견고한 용기의 이상기체가 과정 동안 기제의 절반이 회수되며 과정이 끝났을 때,
최종 온도와 기체 회수 없으며 최종 온도 도달 시 최종 압력을 계산한다.

가정: 용기의 체적은 일정하며 모든 과정에서 용기 내의 기체는 이상기체이다.

풀이: (a) 모든 과정에서 용기 안의 기체는 이상기체이고, 절반의 기체가 용기에서 회수되었으므로
이상기체 상태 방정식을 이용한 최종 온도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

(b) 만약 기체의 회수가 없이 위에서 계산한 최종 온도에 도달한다면 이때의 최종 압력은 다음과 같이 계산된다.


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