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다음 온도-엔트로피 선도(T-S 선도)에서 과정 1-2가 가역일 때 빗… | [공조냉동기계기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 16년 3회차
다음 온도-엔트로피 선도(T-S 선도)에서 과정 1-2가 가역일 때 빗금 친 부분은 무엇을 나타내는가?
문제 이미지
1
공업일
2
절대일
3
열량
4
내부에너지
해설

그림은 T–S 선도로, 왼쪽 아래 상태 1에서 오른쪽 위 상태 2로 올라가는 곡선이 그려져 있고, 그 곡선 아래에서 S축까지 내려오는 세로 띠에 빗금이 쳐져 있다. 띠의 높이는 그 지점의 온도 tt 로 표시되어 있으므로, 빗금 면적은 “온도 × 엔트로피 변화”의 차원을 갖는다.

가역과정에서 열은 δq=T ds\delta q=T\,ds 로 주어지므로, 빗금 친 띠 하나의 면적 t dst\,ds 가 그 구간에서 출입한 미소 열량이고, 1에서 2까지 모두 더하면 q1→2=∫12T dsq_{1\rightarrow 2}=\int_{1}^{2}T\,ds 가 된다. 즉 T–S 선도에서 과정 곡선 아래 면적이 곧 출입한 열량이며, 그래서 T–S 선도를 열량 선도라고도 부른다.

비교하면 절대일은 ∫P dV\int P\,dV, 공업일은 −∫V dP-\int V\,dP 로 모두 P–V 선도의 면적으로 표시되며, 내부에너지는 면적이 아니라 상태량 자체이므로 선도의 면적으로 나타나지 않는다.

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