열역학 제1법칙. 압력-부피 일

열역학 제1법칙. 압력-부피 일

 

 

a. 외부 압력이 1 atm으로 일정할 때,

기체 1 mol의 부피가 1 L에서 3 L로 팽창하면,

몇 J의 일을 했는가?

 

b. 25℃에서 이상기체 1 mol의 부피가 1 L에서 3 L로 팽창하면,

몇 J의 일을 했는가?

 

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▶ 참고: 열역학 제1법칙. PV-work. 최대일

[ https://ywpop.tistory.com/4514 ]

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a. 비가역 팽창: 외부 압력이 일정하면,

w = –PΔV

= –(1 atm) (2 L)

= –2 atm•L

 

 

 

기체상수, R

= 8.314 J/mol•K = 0.0821 atm•L/mol•K

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1988 )

 

---> 8.314 J = 0.0821 atm•L

 

 

 

–2 atm•L × (8.314 J / 0.0821 atm•L)

= –202.53 J

 

 

 

 

b. 등온 가역 팽창: 외부 압력이 변하면,

w = –nRT ln(V2/V1)

= –(1 mol) (8.314 J/mol•K) (298 K) ln(3/1)

= –2721.9 J

 

 

 

 

[참고] 기체의 최대일

기체는 가역 팽창을 할 때 최대의 일을 한다.