[📃해설] 아래 열역학-용수철 예시문제들을 PV 그래프로만 푼 풀이+@

[익명(121.64)]

이미 알고 있었거나 팁글, 풀이글 보며 눈치 챈 갤러도 있겠지만

용수철에 의한 부피 어쩌구에 대해 논한 이상 "용수철의 원래 길이"도 같이 내포된 조건이 됨

가령 맨 위의 문제는 부피가 V/2일 때 압력이 0이 되고, 그 때가 용수철의 원래 길이가 되지

두 번째 문제는 시사하는 바가 조금 있어

용수철의 원래 길이는 부피가 3V/2일 때이고, 이 때 용수철이 원래 길이야

한 편 부피가 V/2일 때까지 기체를 냉각시켜야 기체의 압력이 0이 돼(즉, 절대 0도)

이 때는 용수철의 늘어난 길이에 의한 복원력이 대기압을 지탱하고 있는 거지

처음, 마지막 문제와의 차이점으로 대기압에 의한 외부 압력이 존재한단 걸 눈여겨 보면 될 것 같아

마지막 문제는 특이하게도 부피가 0일 때 압력이 0이 되네

얘는 애시당초에 피스톤이 금속판에 딱 달라붙어 있을 때가 용수철의 원래 길이가 되겠지?

그럼 만약에 이런 문제가 나온다면 어떨까?

물론 조건에 몇 개가 있어야겠지?

용수철과 기체 분자의 충돌은 무시하며 어쩌구저쩌구...

답은 다른 글로 올려둘 테니 한 번 시도해보는 것도 좋을 것 같아!

(내용추가)

그리고 용수철이 금속판이 아닌 실린더에 달려있었을 때 적당한 압력, 부피값도 찾아서 구해보자

[그라샤(beube99)]

굿굿

[하무열2(justin121810)]

머야 내가 안먹힌다는문제가 저런식으로 실린더안에 달린거였는데

[하무열2(justin121810)]

그거어캐품

[익명(121.64)]

안 먹히려면 애초에 PV 곡선이 진짜 곡선으로 그려져야 됨. 가령 내가 만든 문제에선 피스톤 오른쪽에는 진공이라는 전제가 깔려있는데, 오른쪽에도 기체를 채워두면 안 먹히겠지? 왜냐면 오른쪽은 단열압축 곡선을 따라가는데, B 기체는 오른쪽 기체와 부피의 합이 일정해야 되고, 용수철 때문에 압력의 차이가 부피의 차이에 비례하면서 한편으로 C의 압력은 단열곡선이니까 물리2 수준에선 구하지 못하는 게 맞음. 나중에 일반물리학에서 P_1V_1^r = P_2V_2^r을 알아야 풀 수 있어서 굳이 언급은 안 했음

[익명(121.64)]

이 문제는 단순히 용수철이 늘어날 수 있는 한계치를 줘서 용수철에 의한 압력을 제한해줬을 뿐이야. 그래서 부피가 4V가 되면 그 후부턴 등적과정을 거치게 됨

[하무열2(justin121810)]

아 저기 밖이 진공인데 내가 본문제가 밖에대기압있어서 안먹힌거같은데

[익명(121.64)]

2번째 문제 풀이가 대기압 둔 경우임. 대기압에 대해 한 일과 용수철에 한 일 or 받은 일을 구분해주면 됨

[익명(121.64)]

대기압이 있으면 압력이 일정하니 할 수 있음 ㅇㅇ

[하무열2(justin121810)]

다시함봐야겠네 그땐 생각을 잘못했나봄

[구름맑은오후(minx0607)]

와 대박 쩐다..

[ㄹㄹ(221.167)]

근데 형 그래프가 직선인건 어떻게 보장하는거야?

[익명(39.117)]

작성자는 아니지만 내 생각엔 용수철에의한힘kx와 평형을 이루면서 움직이니까 그런거같아요