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열역학 Fundamentals of Thermodynamics(7/e) RICHARD E
열역학 Fundamentals of Thermodynamics(7/e) RICHARD E. SONNTAG CLAUS BORGNAKKE GORDON J. VAN WYLEN Chapter 9
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9장 검사체적에 대한 엔트로피 식 8장 : 검사 질량의 엔트로피 9장 : 검사 체적에 대한 엔트로피 식
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9.1 검사 체적에 대한 열역학 제2법칙 검사 질량에 대한 제2법칙 검사 체적에 대한 제2법칙
변화량 = + 유입량 – 유출량 + 생성량 부등식을 사용한 제2법칙
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9.2 정상 상태와 과도 과정 정상 상태 과정의 제2법칙 정상 상태 과정에서 균일한 입출력에 대한 제2법칙
정상 상태, 단열 과정
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9.2 정상 상태와 과도 과정 예제 9.4 : 총정리 요약 질량보존(연속방정식) 제1법칙:에너지보존 제2법칙:엔트로피증가
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9.2 정상 상태와 과도 과정 과도 상태 과정의 제2법칙 예제 9.6 적분하면
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9.3 정상상태 단일유동 과정 가역 정상상태 과정의 일을 계산하는 식 유동 검사 체적의 정상상태 과정에 대한 제1법칙
검사 체적의 정상상태 과정에 대한 제2법칙 미분 형태와 상태량 방정식 적분 형태
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9.3 정상상태 단일유동 과정 이 결과를 에너지 방정식에 대입하고 일에 대해 정리
정리하면 단일 유동에 대한 축일은 다음과 같다.
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9.3 정상상태 단일유동 과정 이 표현식에 대한 몇가지 언급
1. 마지막 항은 항상 감소량이고, 이 항이 0 일 때, 즉 가역 과정에서 최대 출력 일을 얻는다. 2. 가역 과정의 축일은 압력, 운동에너지, 위치에너지 등이 각각 또는 조합으로 변화하는 것과 관계가 있다. 3. 검사체적에 축이 없을 때(w=0), 우변의 항들은 합이 0이 되어야 한다.
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9.3 정상상태 단일유동 과정 작동 유체의 운동에너지와 위치에너지를 무시한 경우
가역 정상상태 과정의 축일(shaft work) : 그림 9.7
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9.3 정상상태 단일유동 과정 가역 정상상태 과정의 축일 경계 이동에 의한 일과 다르다.
작동 유체의 비체적과 밀접한 관계가 있다 : 그림 9.8
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9.3 정상상태 단일유동 과정 비압축성 유체(v=일정)의 가역 유동에 대하여 이 식을 단순화 확장된 Bernoulli 식
Daniel Bernoulli는 일이 없는 경우에 대하여 다음의 식 유도
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9.4 검사 체적에 대한 엔트로피 증가의 원리 그림 9.9 참조, 두 검사체적에 대한 엔트로피 균형식
온 세상에 대한 순엔트로피 변화율 엔트로피 증가의 원리에 대한 일반적 표현
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9.5 공학응용 : 효율 열기관 사이클(cycle)의 열효율
과정(process)이 일어나는 기계(터빈 또는 압축기)의 효율 : 주어진 조건 하에서 운전되는 기계의 실제 성능을 이상 과정에서 얻을 수 있는 성능과 비교 터빈 효율 여기서 w는 실제 과정에서의 일, ws는 이상적인 등엔트로피 과정 에서의 일이다. 전형적인 터빈 효율은 0.70~0.88 이며, 대형 터빈의 효율이 소형 터빈 보다 높다. 엔트로피 증가의 원리에 대한 일반적 표현
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9.5 공학응용 : 효율 압축기(또는 액체의 경우, 펌프)의 효율
여기서 w는 실제 과정에서의 일, ws는 이상적인 등엔트로피 과정 에서의 일이다. 전형적인 압축기 효율은 0.70~0.88이며, 대형 압축기의 효율이 소형 압축기보다 높다.
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9.5 공학응용 : 효율 노즐의 효율 여기서 ves는 등엔트로피 과정의 출구 속도이고, ve는 실제 과정의
전형적인 노즐 효율은 정도로 매우 높다.
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9.6 일반적인 검사체적 해석방법 단계 1 단계 2 단계 3 단계 4 단계 5 단계 6
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9장 Homework 개념 학습용 문제 : 9.7(p.343)
과제용 문제 : 9.17(p.344), 9.35(p.345), 9.58(p.348), 9.88(p.351), 9.109(p.352), 9.135(p.354)
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