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전공 관련 (Major)/열 역학 (Thermodynamics)

[열역학] 8. Mass & Energy Analysis of Control Volume 1.5 ( 일과 열의 출입에 따른 부호 )

by Jayce_choi 2021. 1. 3.
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Control Volume에 대해서 일을 내보내고 받고, 또는 열이 들어오고 나가고에 따라서 각각의 부호에 의한 계산이 중요해집니다. 열을 빼앗기거나 필요로 한다 등등 방향을 요구하는 문제가 있을 수도 있으며 계산을 위해서 해당 숫자에 부호를 +인지 -를 붙여야 하는지를 파악해야 합니다.

이번 글에서는 열과 일의 부호 기준을 어떻게 붙이는지에 대해 해당 사진을 통해서 적어보도록 하겠습니다.

열역학 세계에서는 (반응)계가 세계의 중심입니다.
따라서 계를 기준(중심)으로, 또는 계의 관점에서 봐야 됩니다.

  1. 일 (Work)

    - 시스템이 외부로 일을 하면 +부호
    - 시스템이 외부로부터 일을 받으면 -부호

    시스템이 직접 일을 해서 (일을 생산) 에너지를 외부로 전달하면 양수(+), 그리고 외부에서 에너지를 받아 일을 소비하면 음수(-)로 표현됩니다.


  2. 열 (Heat)

    - 시스템이 외부로부터 열을 받으면 +부호
    - 시스템이 외부로 열을 방출(빼앗김)하면 -부호 

    시스템이 열을 받으면 뜨거워지기 때문에 에너지를 흡수하여서 양수 개념이 되며 열을 방출한다는 것은 에너지를 외부로 주는 것이기 때문에 음수 개념으로 생각하시면 되겠습니다. 

해당 사진은 시스템에서 열이 들어오고 시스템이 외부로 일을 해주며 내부에서의 에너지 변화가 일어나는 사진으로서 열역학 제1법칙에 기반하고 있습니다. Q-W = ΔU

시스템이 직접 일을 해서(일을 생산) 에너지를 외부로 전달하게 되면 양수(+) 그리고 시스템에 열이 들어오기 때문에 양수로 표현합니다.  

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