11년 사례 제10문 물리화학 문제
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이 게시물은 마지막으로 forrestwong에 의해 2016-7-16 18:02에 수정되었습니다. 용량이 0.35m3인 빈 탱크 내부의 진공 압력은 0.1kPa입니다. 이때 탱크의 밸브를 급속히 열면 대기 중의 공기가 탱크 안으로 들어오게 되고, 결국 탱크 내부의 압력은 대기압과 균형을 이루게 됩니다.흡기 과정에서는 탱크 내부의 온도가 항상 대기 온도인 25℃를 유지합니다.공기 표(온도-엔탈피도)를 참조하여, 초기 상태인 25℃, 0.1kPa에서의 공기의 내에너지 값은 220kJ/kg입니다；정지 상태에서 25℃, 101.325kPa 조건하의 공기의 엔탈피는 300 kJ/kg이며, 공기의 분자량은 28.97입니다.이 공기 흡입 과정에서, 계가 환경으로 방출하는 열량(kJ)은 다음 중 어떤 값인가?힌트: 1. 공기 흡입 과정은 순간적인 동적 과정이며, 기체의 등온 등엔트로피 과정으로 간주한다； 2. 빈 용기 내의 공기 질량은 0으로 간주합니다.(A) 33 (B) 91 (C) 124 (D) 395해답: 흡입된 기체를 시스템으로 하여 분석해 보면, 기체는 흡입과 팽창이라는 두 단계를 거칩니다.
첫 번째 단계: 등온 등엔트로피 상태이므로 Q1=0입니다.
두 번째 단계(초기 상태와 최종 상태가 동일함): △U=0이므로 Q2=W입니다. 따라서 △H2=0이고, W=△(PV)=H-U=300-220=80 KJ/kg가 됩니다.
V=0.35 m³, P=101.325, T=298, M=28.97인데, PV=RTm/M이므로 m=0.4146 kg이 됩니다.
Q=Q1+Q2=-W=-0.4146×80=-33.168 KJ입니다.
그렇다면 W=△(PV)=H-U는 어떻게 구해지는 것일까요?？？감사합니다
제가 문제를 푸는 과정은 이렇습니다. 시스템이 개방형이므로 정상 유동 시스템의 열역학 제1법칙인 delta h=q+w를 적용합니다. 시스템에 축력이 없으므로 delta h=q=h2-h1=h2-u1=80이 됩니다. Q=Q1+Q2=Q2=m*q=pv/rt*M*q=33.176kJ입니다
사실 이 문제는 화학 열역학 문제로, 일반화된 순수 방정식을 사용해 풀어야 해요! 제가 올린 사진이 잘 올라갔는지도 모르겠어요!꽤 명확하게 썼을 거예요!
사진을 올릴 수 없어요! 요약하자면 d[m(U+u²/2+gZ)=Σ(H+u²/2+gZ)δm+δQ+δW-pdV입니다. (이렇게 많은 그리스 문자들이 제대로 표시될지 모르겠네요.) 이 문제는 정상 상태의 유동이 아니므로 미분식을 사용합니다. 축력, 부피력, 운동 위치 에너지의 변화가 없는 경우, 적분식은 m(종료)U(종료)-m(초기)U(초기)=m(진입)H(진입)-m(배출)H(배출)+Q가 됩니다. 문제 조건에 따라 m(초기)=0, m(배출)=0, m(종료)=m(진입)이므로, 이를 단순화하면 mU(종료)=mH(진입)+Q가 됩니다. 여기서 Q의 값이 음수라는 것은 시스템이 열을 방출한다는 것을 의미합니다!
형, 안녕하세요. 보이지 않아요. 그림을 다시 보내주시겠어요?감사합니다.
올라가지 않아요!그냥 과정을 그대로 적어넣었어!이번에는 알겠죠!다른 풀이법들도 모두 답을 얻었어요!하지만 자세히 들여다보면 전부 틀렸어!
이 공식은 어떻게 나온 건가요? 단계별로 증명 과정을 적어주시면 감사하겠습니다. 첫 단계부터 이해가 안 돼요. 부탁드립니다, 감사합니다
형님, 제발 저를 도와주세요. 이 문제 어떻게 풀어야 하나요? 모르겠어요. 부탁드립니다. 감사합니다.
상세한 도출 과정은 꽤 복잡한데, 이 공식은 화학공학 열역학에서의 “일반화된 에너지 방정식”입니다. 바이두에서 검색해 보세요! 요약하자면, 열역학 제1법칙은 개방계의 에너지 평형에 적용되며, 미분식은 다양한 상황에 사용될 수 있습니다! 즉, 시스템의 에너지 변화량은 유입된 에너지에서 유출된 에너지를 뺀 값에 열에너지의 변화량과 축력에 의한 일을 더한 다음, 시스템이 수행하는 부피력에 의한 일을 빼는 것과 같습니다! 베르누이 방정식, 폐쇄계의 열역학 제1법칙, 저항 과정 등도 모두 이를 통해 도출된 것입니다. 그렇지 않으면 석유대학의 화공열역학 강의도 들어보는 게 좋겠어요!
먼저 감사의 말을 전합니다. 일반화된 가변 방정식에 대해 알아보겠습니다.먼저 살펴보자
형, 반나절이나 검색해봤는데 방정식을 푸는 방법을 찾을 수가 없어. 뭔가 잘못 입력된 건가?？？
이 일반화된 에너지 방정식인데, 방금 책을 뒤져봤는데 화학공학 열역학 관련 내용은 찾을 수 없더군요.형, 조언 좀 해주세요. 무슨 일인가요?
http://www.fanshuxueyuan.com/article_1772.html 비디오 튜토리얼을 드릴게요!6.1절을 바로 들어보세요. 이 방정식의 유래와 사용법 등은 모두 이 절에 있습니다!
대학 교재에서 봤어요! 하나는 화학공학 열역학이에요!하나는 공학열역학이에요! 나중에 알고 보니 이 몇 년 동안 계속 문제가 출제되었더군요! 그래서 적어두었어! 절대로 시험 교재만 보지 마세요!안에 있는 것들이 너무 적어요!