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CP에 대한 압력의존성을 설명하기 위해 정압하에서 온도에 대해 미분해야… | [화공기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 20년 1회차
CP에 대한 압력의존성을 설명하기 위해 정압하에서 온도에 대해 미분해야 하는 식으로 옳은 것은? (단, CP: 정압열용량, μ: Joule-Thomson coefficient이다.)
1
-μCP
2
CP
3
CP
4
CP
해설

정압열용량의 압력의존성은 (CPP)T=T(2VT2)P\left(\dfrac{\partial C_P}{\partial P}\right)_T = -T\left(\dfrac{\partial^2 V}{\partial T^2}\right)_P로 나타난다.

Joule-Thomson 계수의 정의로부터 μCP=T(VT)PV\mu C_P = T\left(\dfrac{\partial V}{\partial T}\right)_P - V가 성립하는데, 이를 정압하에서 온도로 미분하면 ((μCP)T)P=T(2VT2)P\left(\dfrac{\partial(\mu C_P)}{\partial T}\right)_P = T\left(\dfrac{\partial^2 V}{\partial T^2}\right)_P가 되어 위 식과 부호만 반대로 일치한다.

따라서 −μCP를 정압하에서 온도로 미분하면 정압열용량의 압력의존성 (CP/P)T(\partial C_P/\partial P)_T를 얻을 수 있다.

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