열역학 정리 문제 (01~22)

목차

1) 상태함수란 무엇인가?
2) Boyle, Charles 의 법칙을 도면으로 설명하시오.
3) 기체상수 R의 단위가 에너지 단위임을 증명하시오.
4) 크기성질과 세기성질이란?
5) 균질과 불균질의 차이점
6) 성분과 조성이란?
7) 일성분계에서 공존할 수 있는 최대상의 수는? (자유도로 계산)
8) 열역학 제 1법칙이란?
9) 열용량에 대해 간단히 설명하시오.
10) Cp-Cv=R 이 갖는 의미를 설명하시오
11)자발적, 자연적, 비가역이 동의어가 되는 의미는?
12) 다음 기호의 의미는? d,α,∆,δ
13) Carnot cycle 네 과정은 무엇인가?
14) 종속변수와 독립변수란?
15) 빙점(freezing point)과 융점(melting point)의 의미를 열분석 곡선을 이용하여 설명하시오
16) 등압과정에서 엔탈피를 유도하시오
17) V=∱(P,T)의 편미분식
18) 물의 상태도를 개략적으로 도시하시오.
19) 열역학 제 1법칙과 제 2법칙을 결합한 식은?
20)열역학 제 2법칙은?
21)닫힌 계에서 U, H, A, G 의 미분식은?
22) 이상기체의 가역단열과정에서 압력과 부피를 나타내는 식을 유도하시오.

본문내용

1) 상태함수란 무엇인가?
온도 ․ 압력 ․ 전기장의 세기등과 같이 그 값이 계(系) 전체와 관계없는 시강변수(示强變數)와 계의 질량, 내부에너지, 엔트로피, 전자기모멘트 등처럼 계 전체의 분량에 비례하는 시량변수(示量變數)로 분류된다. 상태1로부터 상태2로 변할 때 부피가 변화한 값은 상태1에서의 부피와 상태2에서의 부피에 의해서만 결정되고 상태1과 상태2사이에서 계가 취한 경로에는 무관하다. 즉, 성질의 하나는 오직 두 상태에서의 값에만 좌우되는 것을 상태함수(State function)라고 한다.
2) Boyle, Charles 의 법칙을 도면으로 설명하시오.
일정량의 기체의 부피는 압력에 반비례하고, 절대온도에 정비례한다는 법칙
1/P ∝ T ∝ V
①보일의 법칙 : T(온도)가 일정한 상태에서, 1/V ∝ P 이다. 압력은 부피에 반비례한다.
②샤를의 법칙 : P(압력)이 일정한 상태에서, V ∝ T 이다. 부피는 온도에 비례한다.
③보일-샤를의 법칙 : PV / T = P1V1 / T1 ( P : 표준압력, T : 표준온도 )

3) 기체상수 R의 단위가 에너지 단위임을 증명하시오.
기체상수R - 만능상수(univeral․corstant)
PV=RT - 이상기체 법칙(ideal․gas law)
R의 단위는 “liter․atm" 에너지 단위이다.
일= [힘× 거리] 일과에너지는 [압력× 거리× 면적]= [압력× 부피]
S,i 단위로 표시하면 joule- 1 newton 임으로 1m거리를 움직였을때 한 일
liter․atm의 joule로 환산
1atm = 101.325 newtons 1meter²
양변에 liters(10-³m³)곱하면 1liter․atm = 101.325 newton․meter
= 101.325 joules
R = 0.082057 liter․atm / degree․mole
= 8.3144 joules / degree․mole

키워드

열역학,   상태함수,   기체상수,   열용량