중요한건 그게 아닌것 같은데요. 기체를 저속압축, 고속팽창시킨후 에너지를 뽑아내는 것만 부정하면 되는 것 아닙니까? 물론 비율 자체가 달라지기는 하죠. 하지만 단열/비단열을 모두 내포한 채(일반적인 압축.팽창으로) 글을 씀으로 해서 특수한 상황을 부정하는 건 당연한 이치인데요?
제가 제시한 반론의 모든 팽창과 압축(힘 전달 막대를 이용한)도 단열압축입니다. 완벽히요. 내부에너지가 줄어든 만큼 외부에 일을 해주는... 이것으로써 단열에 관한 논의는 일단락되었군요. 저도 지금 제가 제시한 반론에서의 팽창법이 단열팽창이였던 것을 몰랐습니다.죄송합니다.
그러면, U만큼의 내부에너지를 가진 실존하는 어떤 기체(이상기체가 아닌) 1리터를 실린더에 넣고 10리터로 체적이 증가하는 단열팽창과정에서 외부로 나오는 일을 We 라 하고, 팽창한 이 10리터의 기체가 다시 1리터로 체적이 감소하는 단열압축과정에서 외부에서 투입한 일이 Wc 라 했을때,
단열팽창시 생성된 일이 단열압축시 필요한 일과(내부에너지 변화가 없다면) 항상 같은 경우는 이상기체일 경우 밖에 없습니다. 유한한 분자운동속도를 가진 현실기체에서는 팽창속도와 압축속도에 따라 같을 수도 있고 다를 수도 있습니다. 특히 팽창과정에서 응축(액화)현상이 일어나는 경우에는 그 차이가 더욱 큽니다
이상기체의 분자운동속도는 무한하기 때문에 유한한 피스톤의 이동속도가 일의 양에 영향을 미치지 못한다는 말입니다. 따라서 이상시체의 팽창일과 압축일은 죽을 필요도 없이 항상 같습니다. 분자운동속도가 유한한 실제기체에서도 피스톤의 이동속도와 관계없이 팽창일과 압축일이 '항상' 동일한지요?
chrisJericho님 그 '근사적으로 같은 분자운동속도'를 제시해 보시기 바랍니다. 수소기체에서 분자의 운동속도는 0℃에서 평균 1.84×10^5cm/s(http://100.empas.com/entry.html/?i=731742&v=&Ad=photorental)입니다.
그 무한히 숫자들 중에서 외 하필이면 1을 선택하시는 거죠? 그리고 아보가드로의 수를 채용하시는 이유는? 이상기체의 정의(http://100.empas.com/entry.html/?i=126466&v=&Ad=photorental)에는 ③분자의 총수는 크다. 고 되어 있는데...
부셔지기는 안 부셔지는데 성 자체는 매우 허술해서 허점이 다 보이는 것이죠. 님을 가르쳐 들려는 제 태도가 잘못되었다는 것도 인정합니다. 하지만 이 토론은 초점이고 자시고가 없는 것 같네요. 논쟁에 초점은 정확한 물리학적 지식을 기반으로 형성되는 건데, 이상기체의 분자운동속도를 무한대로 잡아버리는것은..;;
그렇게 해서 직관적으로 그 원리를 밝혀냈지요. 뉴턴역학의 힘을 빌어서 말이죠. 그런데 실제기체는 그 직관에 반하는 성질을 갖고 있었는데, 그건 바로 분자사이의 위치에너지, 분자의 부피 등의 요소였습니다. 그렇다면 학자 자신들은 기체는 이런 형식으로 압력을 가할 것이라고 직관적인 가설을 갖고 있었으면서도
그것들을 방해해는 요소들 때문에 자신들의 가설을 포기해야 했을까요? 그들은 기체의 그런 성질들이 매우 적은 영향을 끼친다는 것을 여러 실험을 통해서 알았습니다. 따라서 그 성질들을 무시시킨것이 바로 이상기체일 뿐입니다. 너무나도 정교한 수학으로도 그 영향 하나하나를 다 제어할 방도가 없었으니깐요.
첫댓글 전 분명히 모든 경우의 압축과 모든 경우에 팽창에 해당한 반론을 제기한 것입니다. 단열인지 비단열인지는 전혀 중요하지 않습니다.
단열인지 비단열인지에 따라 내부에너지가 일로 바뀌는 비율이 전혀 달라집니다. 그것을 구분하지 못하면 토론의 근거 자체가 사라지기 때문에 토론할 일이 전혀 없어집니다. chrisJericho님은 '에너지의 개념' 자체가 머리속에 정리되어 있지 않군요.
중요한건 그게 아닌것 같은데요. 기체를 저속압축, 고속팽창시킨후 에너지를 뽑아내는 것만 부정하면 되는 것 아닙니까? 물론 비율 자체가 달라지기는 하죠. 하지만 단열/비단열을 모두 내포한 채(일반적인 압축.팽창으로) 글을 씀으로 해서 특수한 상황을 부정하는 건 당연한 이치인데요?
세상에 존재하는 어떤 팽창법으로던 내부에너지를 일로 창출하면 되는것 아닌가요? 하지만 이렇게 했을때 그게-님의 방법으로- 불가능하다고 한다면 님의 생각도 불가능해지는 것이지요.
게다가 저는 저 글에서 "단열" 이란 말을 단2번밖에 안썻습니다.(한글97로 찾기 해보세요) 맨 처음 단열압축과 단열팽창이라는 두 단어를 쓰기위해서 썻을 뿐이죠. 이것도 님의 입장을 정리하는 차원에서 쓴 것이므로 전혀 잘못된 것이 없습니다.
공기엔진에서 사용하는 모든 팽창과 압축은 단열과정입니다. 동일한 개념의 용어로 토론하지 않으면 긍정도 부정도 불가능합니다. 일과 힘의 차원이 다른 것처럼, 그것은 소위 단위에 대한 '차원'이 다르기 때문입니다.
제가 제시한 반론의 모든 팽창과 압축(힘 전달 막대를 이용한)도 단열압축입니다. 완벽히요. 내부에너지가 줄어든 만큼 외부에 일을 해주는... 이것으로써 단열에 관한 논의는 일단락되었군요. 저도 지금 제가 제시한 반론에서의 팽창법이 단열팽창이였던 것을 몰랐습니다.죄송합니다.
그러면, U만큼의 내부에너지를 가진 실존하는 어떤 기체(이상기체가 아닌) 1리터를 실린더에 넣고 10리터로 체적이 증가하는 단열팽창과정에서 외부로 나오는 일을 We 라 하고, 팽창한 이 10리터의 기체가 다시 1리터로 체적이 감소하는 단열압축과정에서 외부에서 투입한 일이 Wc 라 했을때,
We 와 Wc 는 어떤 관계를 가지는지요? 실존하는 모든 장치에는 마찰과 누설 열전달 등의 손실이 존재하지만 손실은 나중에 별도로 계산하면 되니까 여기서는 모든 손실의 합계가 0인 것으로 가정하고 이야기 해 주시면 됩니다.
같습니다.
chrisJericho님께서는 분명히 "같습니다."라고 대답하셨는데, 그러한 결론이 나오게 된 과정을 말씀해 보시기 바랍니다. 그렇게 길지는 않을 것 같으니까요.
단열팽창이란 쉽게 말해서 자신의 내부에너지를 써서 외부에 일을 해주는 것을 의미합니다. 단열압축은 외부에서 일을 받은 만큼 내부에너지가 올라가는 것이구요. 따라서 단열팽창시 생성된 일은 단열압축시 필요한 일과(내부에너지 변화가 없다면)같을 수밖에 없습니다.
제가 위에서 제시한 "힘막대를 매개로한 팽창"은 분명 기체가 팽창해서 내부에너지가 감소한 만큼 그에 따른 에너지를 막대 흡수하는 팽창으로 간략화 될 수 있습니다.
단열팽창시 생성된 일이 단열압축시 필요한 일과(내부에너지 변화가 없다면) 항상 같은 경우는 이상기체일 경우 밖에 없습니다. 유한한 분자운동속도를 가진 현실기체에서는 팽창속도와 압축속도에 따라 같을 수도 있고 다를 수도 있습니다. 특히 팽창과정에서 응축(액화)현상이 일어나는 경우에는 그 차이가 더욱 큽니다
"그러한 결론이 나오게 된 '과정'을 말씀해 보시기 바랍니다." 라는 질문에 그냥 같다고 하면 적절한 답인지요?
동일한 조건에서의 이상기체의 팽창속도는 같은데 저/고속팽창이 무슨 말이시냐는 내용입니다. 잘 이해가 가질 않는군요..;;
또한 그 일의(팽창시와 압축시) 차이가 죽어도 없다는 것을 증명한게 저 윗글입니다. 이제 단열여부에 관한 논의는 일단락된 것 같으니 그 내용에 대한 논의가 있었으면 합니다.
이상기체의 분자운동속도는 무한하기 때문에 유한한 피스톤의 이동속도가 일의 양에 영향을 미치지 못한다는 말입니다. 따라서 이상시체의 팽창일과 압축일은 죽을 필요도 없이 항상 같습니다. 분자운동속도가 유한한 실제기체에서도 피스톤의 이동속도와 관계없이 팽창일과 압축일이 '항상' 동일한지요?
그렇지 않습니다. 이상기체도 실제기체와 근사적으로 같은 분자운동속도를 같습니다. 이에 대한 논의는 위에 "빍히리"님께서 지적해주신 바로써 일단락 되었다고 봅니다.
chrisJericho님 그 '근사적으로 같은 분자운동속도'를 제시해 보시기 바랍니다. 수소기체에서 분자의 운동속도는 0℃에서 평균 1.84×10^5cm/s(http://100.empas.com/entry.html/?i=731742&v=&Ad=photorental)입니다.
이상기체 분자의 운동속도 : v=root(3kT/m) 입니다. 상수 k는 볼츠만 상수 입니다.
모든 값을 다 넣어서 수소기체분자의 운동속도처럼 이상기체의 분자운동속도도 하나의 상수값으로 계산하셔야죠. 0℃에서 평균( )cm/s인지?
T에다 273을 대입. m에다 수소원자 질량*2 대입 후 계한 해서 나온 속도가 바로 평균속도입니다.
그렇게 계산하신 것처럼 '이상기체의 속도'를 계산해 보십시오. 수소는 이상기체가 아니잖아요.
주남식님, 저 공식이 바로 질량과 온도를가진 이상기체의 속도를 구하는 방법입니다.
질량자체가 바로 변수가 되어 버리는 거죠. 어떤 질량을 선택하실 것인지요?
1g을 아보가드로의 숫자만큼 나눈 후 그것에다 2를 곱한 수치를 사용할 것입니다.
그 무한히 숫자들 중에서 외 하필이면 1을 선택하시는 거죠? 그리고 아보가드로의 수를 채용하시는 이유는? 이상기체의 정의(http://100.empas.com/entry.html/?i=126466&v=&Ad=photorental)에는 ③분자의 총수는 크다. 고 되어 있는데...
chrisJericho님께서 말씀하시는 조건을 갖춘 기체는 이미 이상기체가 아닌 것 같은 같은데요.
수소원자를 아보가드로의 수많큼 모으면 1g이 됩니다..;;
"수소원자를 아보가드로의 수많큼 모으면 1g이 됩니다"라는 말은 수소에 관한 이야기지 '이상기체'에 관한 이야기가 아니잖아요? 단열변화에서 '팽창속도나 압축속도와 무관하게' 팽창일과 압축일이 같은 '이상기체의 분자운동속도'를 제시하셔야죠.
어떤 분자들이 모여서 기체가 된다고 칩시다. 그때 그 분자의 질량을 m,온도를 T라고 하면 v=root(3kT/m) 이 성립합니다.
이상기체의 분자수는 몇개인지요?
이상기체는 실제 기체가 보일-샤를에 법칙에 잘 맞도록 기체의 특징들을 "근사"시켜서 표현한 것 뿐 입니다. 따라서 그 분자수는 실제기체와 같게 계산할 수 있습니다.
안병무님은 지금 토론의 초점이 뭔지 알고나 따라오시는 건가요?
"그 무한히 숫자들 중에서 외 하필이면 1을 선택하시는 거죠?" => 화학에 대한 지식이 약간만 있으면 누구나 다 알수 있는 내용입니다. 박영훈님께서 쓰신 글과 같이 이런 토론은 굳어버린 모래성을 부시는것과 같은 것입니다.
부셔지기는 안 부셔지는데 성 자체는 매우 허술해서 허점이 다 보이는 것이죠. 님을 가르쳐 들려는 제 태도가 잘못되었다는 것도 인정합니다. 하지만 이 토론은 초점이고 자시고가 없는 것 같네요. 논쟁에 초점은 정확한 물리학적 지식을 기반으로 형성되는 건데, 이상기체의 분자운동속도를 무한대로 잡아버리는것은..;;
사람들이 기체를 연구하고 열현상을 탐구하기 위해서 기체분자라는 모델을 도입했고, 토리첼리, 보일등의 실험으로 아리스토텔레스의 가설이 무너지면서 기체의 압력을 간결히, 그리고 정확히 표현하기 위해 수많은 물리학자들이 연구를 했습니다.
그렇게 해서 직관적으로 그 원리를 밝혀냈지요. 뉴턴역학의 힘을 빌어서 말이죠. 그런데 실제기체는 그 직관에 반하는 성질을 갖고 있었는데, 그건 바로 분자사이의 위치에너지, 분자의 부피 등의 요소였습니다. 그렇다면 학자 자신들은 기체는 이런 형식으로 압력을 가할 것이라고 직관적인 가설을 갖고 있었으면서도
그것들을 방해해는 요소들 때문에 자신들의 가설을 포기해야 했을까요? 그들은 기체의 그런 성질들이 매우 적은 영향을 끼친다는 것을 여러 실험을 통해서 알았습니다. 따라서 그 성질들을 무시시킨것이 바로 이상기체일 뿐입니다. 너무나도 정교한 수학으로도 그 영향 하나하나를 다 제어할 방도가 없었으니깐요.