쉽게 배우는 열역학 연습문제 2장

소개글

쉽게 배우는 열역학 연습문제 2장 (끝자리 8)

목차

2-8C If the pressure of a substance is increased during a boiling process, will the temperature also increase or will it remain constant? Why?

2-18C What is the physical significance of hfg? Can it be obtained from a knowledge of hf and hg? how?

2-38 The pressure in an auto mobile tire depends on the temperature of the air in the tire. When the air temperature is 25℃, the pressure gage reads 210 kPa. If the volume of the tire is 0.025m3, determine the pressure rise in the tire when the air temperature in the tire rises to 50℃. Also determine the amount of air that must be bled off to restore pressure to its original value at this temperature. Assume the atmospheric pressure to be 100kPa.

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본문내용

2-8C If the pressure of a substance is increased during a boiling process, will the temperature also increase or will it remain constant? Why?

100℃에서 물이 끓기 시작한다고 해서 놀랄 사람은 하나도 없다. 엄격히 말하면 100℃에서 물이 끓는다는 표현은 옳지 않다. 정확한 표현은 “1atm 압력하에서 물은 100℃에서 끓는다.” 이다. 100℃에서 물이 끓기 시작한 이유는 압력을 1atm(101.325 kPa)으로 일정하게 유지했기 때문이다. 피스톤 위에 추를 올려놓아 실린더 내부 압력이 500kPa로 올라간다면, 물은 151.9℃에서 끓기 시작할 것이다. 즉, 물이 끓기 시작하는 온도는 압력에 따라 달라지며, 압력을 고정하면 이에 따라 비등 온도도 정해진다. 주어진 압력에서 순수물질이 끓기 시작하는 온도를 포화온도(saturation temperature) Tsat 라고 한다. 마찬가지로 주어진 온도에서 순수물질이 비등하기 시작하는 압력을 포화압력(saturation pressure) Psat 라고 한다. 101.325kPa의 압력에서 물의 포화온도는 100℃이고, 반대로 100℃의 온도에서 포화압력은 101.32kPa이다. 상변화 과정 동안, 압력과 온도는 확실히 종속 상태량이고, 이들 사이에는 Tsat = f (Psat)라는 정해진 관계식이 존재한다. Tsat 는 Psat 에 따라서 증가하는 것을 알수있다. 그러므로 높은 압력에 있는 물질은 높은 온도에서 끓게 된다. 부엌에서 요리할 때는 비등 압력이 높을수록 요리 시간이 짧고 에너지를 절약할 수 있다. 예를 들어, 쇠고기 스튜는 1atm에서 작동하는 보통의 냄비로 요리하는 데는 1~2시간이 소요되지만, 2atm의 절대 압력에서 작동하는 압력솥으로는 20~30분밖에 걸리지 않는다. (이때의 비등온도 :120℃)

참고 자료

쉽게 배우는 열역학 | Yunus A.Cengel | 김민남 | 인터비젼 | 2002.03.01