이상기체를 이용한 열기관 순환과정을 그린것으로 a → b, c → d 는 엔트로피 일정, b → c, d → a 는 기체의 부피가 일정한 경우 옳은 것을 고르는 문제입니다.
① a → b 부피증가
② b → c 내부에너지 감소
③ c → d 열에너지를 외부로 방출
④ d → a 압력 감소
[해설]
이상기체 4대과정과 열역학 법칙을 묻는 문제입니다.
a-b, c-d : 엔트로피 일정 : 열출입 0 ; 단열 과정 S=ΔQ / T
b-c, d-a : 등적 변화 : 일 증가 없음.
a → b 단열 과정 : 그림에서 → 온도 증가 = 내부에너지 증가 / 엔트로피 변화 없음 = 열출입 없음
내부에너지 증가 이유는 일을 받음 : 부피 감소
⇒ 단열 압축과정
b → c 등적 과정 : 그림에서 → 온도 증가 = 내부에너지 증가 / 엔트로피 증가 = 열량 증가
등적과정 → 일 =0 , 내부에너지 증가는 열량 증가 때문
PV = nRT 로 부터 P 증가 추정 가능 (V일정, T증가)
c → d 단열과정 : 그림에서 → 온도감소 = 내부에너지 감소 / 엔트로피 변화 없음 = 열출입 없음
내부에너지 감소 이유는 기체가 일을 함 : 부피 증가
⇒ 단열 팽창과정
d → a : 등적과정 : 그림에서 → 온도 감소 = 내부에너지 감소 / 엔트로피 감소 = 열량 감소
등적과정 → 일 =0 , 내부에너지 감소는 열량 감소 때문
PV = nRT 로 부터 압력 감소 추정 가능 (V일정, T감소)
정답 : 4
보통 PV 그림을 주는데 TS를 주어서 당황하셨을 것입니다. 특별히 어려운 것을 묻고 있지는 않습니다. S= ΔQ / T 로 열출입량을 계산할 수 있다는 사실만 알면 쉽지만, 그렇지 않더라도 등적과정이란 사실만으로도 풀 수 있습니다. 그냥 낯설게하여 난도 높은 문제로 보이게 만들고 있을 뿐입니다.
