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순환법칙 \left(\dfrac{\partial P}{\partial … | [화공기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 19년 3회차
순환법칙 (PT)V(TV)P(VP)T=1\left(\dfrac{\partial P}{\partial T}\right)_V\left(\dfrac{\partial T}{\partial V}\right)_P\left(\dfrac{\partial V}{\partial P}\right)_T=-1 에서 얻을 수 있는 최종 식은? (단, β는 부피팽창률(Volume expansivity), k는 등온압축률(lsothermal compressebility)이다.)
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해설

순환법칙에서 얻어지는 최종식은 (∂P/∂T)V = β/k 이다.

정의는 β=1V(VT)P\beta=\dfrac{1}{V}\left(\dfrac{\partial V}{\partial T}\right)_P, k=1V(VP)Tk=-\dfrac{1}{V}\left(\dfrac{\partial V}{\partial P}\right)_T 로, 등온압축률에는 음부호가 붙어 있다.

순환법칙을 (∂P/∂T)V에 대해 풀면 (PT)V=(V/T)P(V/P)T\left(\dfrac{\partial P}{\partial T}\right)_V=-\dfrac{(\partial V/\partial T)_P}{(\partial V/\partial P)_T}

여기에 두 정의를 대입하면 =VβVk=βk=-\dfrac{V\beta}{-Vk}=\dfrac{\beta}{k} 로, 음부호가 두 번 상쇄되어 양의 β/k가 된다. 등온압축률의 음부호를 빠뜨리면 -β/k, β와 k의 자리를 뒤집으면 k/β 형태로 잘못 나온다.

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