[26시름][물2칼럼] 4. 열역학 법칙 (2) (부제: 일해라 에빱아)
게시글 주소: https://orbi.kr/00023731085
게으른 에빱이 왔습니다
솔직히 저도 (오르비식) 노베라, 이 칼럼은 기체가 한 일 위주로 쓸 것임을 알립니다!
대구교육청 2018년 11월 모고입니다.
기체가 한 일은 모두 용수철의 탄성 퍼텐셜 에너지가 되겠군요.
그리고 탄성 퍼텐셜 에너지는 탄성력의 제곱에 비례하니, Q에서 4Q로 탄성 퍼텐셜 에너지가 증가할 테고,
그러면 일단 ㄴ은 맞네요!
이제 이 일을 그래프에서 보면, 평균 압력 1.5P, 증가한 부피 0.5V이니, 0.75PV=3Q, PV=4Q인데, 부피 V가 증가하려면 길이 2L이 증가해야 할 테고, 그럼 V=2SL, 2PSL=4Q이니 ㄱ은 참!
처음 기체의 절대 온도가 T이면, PV=4Q=RT (1몰!)인데, 기체의 절대 온도가 3배가 되니, 온도 변화량은 2T, T=4Q/R이니, ㄷ은 참!
해설지는 좀 복잡하네요;;
간단히 시작합시다!
대구교욱청 2017 8월 모고입니다.
무난한 계산문제가 되겠군요. 단위 환산 잘 할 것!
cm 단위가 많으니, 탄성 계수를 20N/cm 으로 바꿔줍시다.
그럼 처음 기체에 작용하는 힘은 40N, 용수철이 5cm 압축되니 나중에 기체에 작용하는 힘은 (40+20*5)=140N이군요
PV=FL로 바꾸는게 편해 보입니다!
처음 내부 에너지는 1.5FL=600N*cm= 6N*m=6J, 나중 내부 에너지는 1.5*140N*15cm=3150N*cm=31.5J이니, 내부 에너지 변화량은 25.5J이고,
이 동안 평균 힘은 (40+140)/2=90N, 기체가 이동한 거리는 0.05m이니, 일은 4.5J,
답은 3번이군요!
...이 본래 해설지도 웃기네요 엌
간단한(?) 계산 문제가 끝났으니, 이제 본격적으로 킬러를 시작합니다!
18학년도 9평입니다. (오답률 ebsi 기준 78.3%, 이투스 기준 81%)
이투스가 또 졌어!
나중에 얘기할 19학년도 9평의 문제, 그리고 20학년도 6평의 문제와 함께 역대 최악의 문제로 뽑힙니다.
일단 압력은 3/2배가 되겠는데, ....일을 어떻게 구해야 할지 막막합니다.
분명히 기체가 한 일은 모두 용수철의 탄성 퍼텐셜 에너지가 되니,
일의 크기는 5Q/4고, 기체의 내부 에너지는 27Q/4만큼 증가하겠네요.
언제나 기체의 압력은 같으니, 기체를 한 덩이로 볼 수 있을겁니다.
처음 기체의 압력을 P, 처음 두 기체의 부피의 합을 V, 나중 두 기체의 부피의 합을 V'라고 한다면, 평균 압력은 5P/4가 될테니, 5P/4*(V'-V)=5Q/4,
기체의 내부 에너지는 3/2*(3P/2*V'-PV)=27Q/4이군요.
그런데, PV란 것은 2몰의 절대 온도 T인 기체를 의미하므로, PV=2RT,
일과 내부 에너지의 식을 연립하면 PV'=7Q, PV=6Q이므로. 답은 4번!
두 기체의 부피가 불분명하여 역학 관계가 복잡했던 탓에, 역대급 문제가 되었습니다. 그러나, 17학년도 6평, 17학년도 수능 등에서 아이디어를 얻었다면, 문제 풀이가 빨라질 수도!
19학년도 9평입니다. (ebsi 기준 오답률 82.5%, 이투스 기준 오답률 74%)
탄성 퍼텐셜 에너지가 같으니, 탄성력은 같은데, (나)가 용수철의 길이가 더 줄었으니, (가)는 용수철이 늘어난 상태, (나)는 용수철이 압축된 상황입니다!
그러면 두 길이의 평균이 용수철의 원래 길이일 것이고, 그럼 부피 1.5V일 때 용수철의 탄성력이 0이니, 기체를 나눠보죠!
탄성력을 kx, 피스톤의 단면적을 S, 처음 기체의 압력을 P_1로 두면, P_1*S+kx=P_0*S인데, 이것만으로는 알기 어렵겠네요, 근데 용수철의 탄성 퍼텐셜 에너지가 RT/4니, P_1S*2x=RT (가로 길이 2x)에서, 위 식에 2x를 곱하면
2x(P_1*S+kx)=RT+RT=2RT, 여기서 kx=P_1*S, P_0*S=2RT이니, P_0=2P_1이군요!
그럼 나중 압력은 용수철에 의한 압력이 P_1이 될테니, 탄성력의 방향을 반대로 하면 나중 압력은 P_0+P_1=3P_1,
압력 3배, 부피 2배에서 절대 온도는 6배, 내부 에너지 변화량은 B의 내부 에너지 변화량의 2배이므로,
ΔU=2*1.5(6RT-RT)=15RT,
평균 압력은 2P_1, 부피 증가량이 V인데서. 일의 크기는 2P_1*V=2RT,
그러니 답은 1번!
이 문제는 대기압, 힘과 에너지 사이를 넘나드는 식 정리 때문에, 그리고 시간 탓에(ㅠ) 이딴 정답률이 나올 수 있었습니다.
20학년도 6평입니다. (ebsi 기준 오답률 72.1%, 이투스 기준 오답률 76%)
이투스의 패배!(땅땅땅)
예전의 글 사진을 복붙합니다(...)
여기서 핵심은, 기체가 한 일이 모두 탄성 퍼텐셜 에너지가 된다는 것에서, 4번을 찍는 능력...이 아니고,
진짜는 처음 용수철의 길이와, 늘어난 길이를 가지고 P-V 함수를 만드는 것입니다!
귀차니즘 때문에 늦네요;;
자작 문제를 따로 만들 생각인데, 또 3문제 정도 만들 겁니다!
다음 칼럼은 축전기입니다!
0 XDK (+0)
유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.
-
개빡치게 만드네
-
아무도 나를 몰라
-
https://orbi.kr/00072740989/ 저 80은 한 번도 못 찍어 본 숫자라...
-
무언의 협박으로 4
프사 복구 ㅠㅠㅠ
-
SBS 1
심찬우의EBS
-
질문게시판 제외하고 순수시급으로만여
-
성적표 필요해
-
가보고싶긴함 궁금하자너
-
올해 수능 또봐야되잖아
-
익히마로는 살짝 모자랄거같고 KBS는 운문 애니메이션 ai더빙의 짜침을 견딜 수가 없음
-
저랑인생바꾸실뿐 6
이런쓰레기인생을좀가져가주세요
-
내신 휴강인데 왜 안 올라옴??
-
2점 틀렸나고요? 아니요 3점 2개 틀렸습니다 그런데 27번은 맞았습니다
-
이재명이 대통령이 되어야하는 이유..
-
강의까지 들을 여유는 없어서 교재로 독학하려 하는데 강e분 KBS 듄탁해 OVS 등...
-
아 아 씨발 씨발 아
-
확통도 버렸으면서 미적을 1주일을 유기해??
-
거진 두 배 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
-
굳이 공부 잘할 필요 없는듯
-
인생을 왜 바꿈? 11
지금보다 외모 바뀌면 인생 ㅈ되는데 걍 지금처럼 살래
-
나도 친구 사귀고 싶다 나도 재밌고 싶다 나도 키 크고 싶다 나도 잘생겨지고 싶다...
-
[속보] 美 재무 “미국 상장 中 기업 상폐 배제 않아” 0
스콧 베센트 미국 재무장관이 중국이 미국에 대해 84% 보복 관세를 부과하기로 한...
-
정말 숭배하고 또 숭배합니다 대킹버드 님
-
하 1
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
-
中, ‘美 104% 관세’에 재보복…“미국산 추가관세 84%” 5
중국이 9일(현지시간) 도널드 트럼프 미국 행정부의 104% 추가 관세 부과에 대해...
-
팀플은 멱살 잡고 전원 A+ 만들어줬던 기억이... 물론 전 시험 금메달 따고...
-
스블진짜좋네 2
짱짱스게기모띠
-
뭐 설명이 필요한가? 메이커가 서울대
-
강의 외에 강의 듣기전에 미리 풀어가야할 문제 양이라던가 강의 듣고나서 풀어야할...
-
꼴아박지 않기 2
ㅈㅂ..
-
고등학교 졸업하고 여러 사건사고 거치고 나니까 공부는 못해도 현생 잘살고 사회성...
-
근데 현우진이 0.99..는 1에 수렴한다고 말한적있음 2
그래서 내가 큐엔에이도 햇었음
-
노베 단신 모쏠 가난 범부
-
이 기만러들아
-
장차관들 꼬라지 보니까 그런것도 아니구나
-
나랑 학력 비슷한 얘들이 과외 시급 9~10지르던데 9
진짜 9~10이 잡히나?? 대단하다
-
탈릅안해서 말 안할건데
-
있음?
-
ㅈㄱㄴ
-
지금은 수학 문제집 사지만 나에게도 일본 연애 소설 사는날이 왔으면......
-
스블 복습해야해
-
무휴학 논술반수 3
수리논술 무휴반으로 현실적으로 많이 힘든가요???ㅜㅜ 솔직히 아예 정시로는 더...
-
이런건 처음보네
-
존예 오르비언들 연락주세요 예쁜 여자로 살아보고 싶어요
-
야발 너무 오래걸렸다
-
하지만 금새 사그라듬..
밑에건 빼야 할 듯

열역학은 좋아물리2! 물리2! 물리2!

오르비식노베?ㄱㅁ..아님
.

200620은 탄성퍼텐셜 에너지가 제곱수가 나오는게 4번밖에 없었..물2컷 그만올려주십쇼
에빱이만 등신이라 그럴 일이 일어날 듯