[26시름][물2칼럼] 4. 열역학 법칙 (2) (부제: 일해라 에빱아)
게시글 주소: https://i9.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.
-
"세상 각박하네"..남자화장실서 큰일봤다 신고당한 女의 하소연 11
[파이낸셜뉴스] 남자 화장실에 들어가 볼일을 마친 뒤, 주변 시민에 의해 신고 당한...
-
문제 질문 7
수1 문제 한번 풀어 봐주실 분 있으신가요ㅜ 조건이 좀 이상한 것 같아서..
-
드디어 2회독 다했다.... 낼부턴 어삼쉬사를 해봐야겠음
-
[날씨] 내일 밤부터 태풍급 비바람..."시간당 50mm 물 폭탄" 4
[앵커] 주말인 내일 밤부터 전국이 본격적인 장마권에 들 것으로 보입니다. 특히 첫...
-
놈은 뭐하는 놈이지?
-
수강과목: 학점: ㅇㅇ.
-
놀라운 사실 2
제로펩시 라임 + 코크 제로 레몬 = 참외향 콜라 이걸 왜 알고 있냐면... 흠...
-
이때까지 최선을 다했고 잘해왔다고 생각했는데 요즘엔 목표를 더 현실적으로...
-
언매 85 1 96 미적 100 1 100 영어85 2 한국사 45 1 화학 50...
-
돈과 직업이 우리 삶에서 중요한 건 맞지만, 훌륭한 성품과 한번 생각하고 말하는 게...
-
성적표 인증해야지 ㅇㅇ 사기꾼 ㅈㄴ 많아보임
-
서연고 서성한 중경외시 건동홍 추천해줌 서울대-여기는 intp가 가셈.. 가서...
-
언젠가요
-
ㅋㅋㅋ
-
누구라고 생각함?
-
작년에 김승리t 아수라 들었는데 올해 강기분 새기분 들으면서 파이널도 우기분...
-
3000부 판매신화 기록 지구과학 핵심모음집을 소개합니다. (현재 오르비전자책...
-
답지봐도 모루겟음....근데 시작을 ax+b=M으로 두고 할려고 햇는데이문제에서는...
-
SNS로 인한 비교 문화의 강화 때문일까요 사회 전반적으로 혐오가 점점 많아지는 것 같네요
-
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 내 이런 모습을 보고 무슨 반응을 보일지 굉장히 기대가 되네...
-
한번도 이러신적 없으신데 5시 30분 과외인데 샘이 안오시고 전화도 안받으시는데 뭐지..? 엄..
-
skrr할래?
-
맞고 자랐음에도 불구하고 월클이 된거지
-
“아무도 정체 몰라요” 필리핀 35세 女시장, 사실 중국인?…제출 증거봤더니 2
[헤럴드경제=이원율 기자]남중국해 영유권 문제로 중국과 대립하는 필리핀 내 '중국인...
-
이불 냄시가 좋다 11
헤헤♥️
-
전공 에이쁠이다 1
근데 교양 개말아먹었내
-
학교 무조건 옮긴다 15
후.. 제발..
-
얼버기 2
-
동아리 잡담용 단톡에 재수각이라고 난리남 ㅋㅋ 분명 한살차인데 개귀여움
-
여론에 대해 궁금한 점 23
왜 다수의 국민들은 R&D예산 삭감에 따른 피해에는 덩달아 분노하고, 이 정책으로...
-
시대 엄소연T 서바 정규 라이브 미적반에서도 공통 수업 함? 교재비 얼마정도함?
-
내 이상형있음 ㅜㅜㅜㅜ 근데 현역 애기인가봐 하 재수였음 바로 삼수가게 만들었을텐데(?)
-
안 나오는거 맞나요? 6모 잇올에서 신청해서 보고 아까 성적표 받아가라는 문자...
-
그 사람이 저를 팔로우하지 않는 상태로 만들 수 있는 방법이 있나요?
-
으아아아악
-
실환가 꾸역꾸역 푸는 느낌 너무 맘에 안듦 수2처럼 깔끔하게 풀고싶어............
-
23일차
-
형님 믿겠습니다 ..
-
꾸역꾸역 적어가며 풀다가 딱 답을 냈을 때 쾌감이~ 술술 풀리는데 너무 쉽지도 않고...
-
걍 수능 공부나 열심히 해야지.... 근데 내년에 학교 옮기고도 이 말할 거 같은데....
-
기말고사… 중화적정 평가원 19번, 수능 20번 변형 문제가 4개나 나오는 바람에...
-
평균1개씩은 맨날틀리는거 같은데 뭐지
-
“전공의 1명 대체하려면 전문의 2~4명 뽑아야” 34
‘전공의 없는 병원’ 비용 부담 커 의대 증원에 반발해 지난 2월 전공의 1만명이...
-
개념 하나로 실질적인 문제 유형 수십 수백개를 뽑아냄 이건 시발 기적의 과목이야
-
애기처럼 다뤄지고 싶다 11
응애
-
오늘 수학시험 쳐서 문제 다시보고있는데 풀이를 알고싶은게 여러개라 혹시 여기 시험지...
-
라인잡다보니까 4
다들 공부를 잘하는구나..
-
행복하..,, 5
하아..,,
-
저녁은 버거킹 3
통새우와퍼 새우 베이컨 추가
밑에건 빼야 할 듯
![](https://s3.orbi.kr/data/emoticons/oribi_animated/005.gif)
열역학은 좋아물리2! 물리2! 물리2!
![](https://s3.orbi.kr/data/emoticons/oribi_animated/014.gif)
오르비식노베?ㄱㅁ..아님
.
![](https://s3.orbi.kr/data/emoticons/oribi_animated/024.gif)
200620은 탄성퍼텐셜 에너지가 제곱수가 나오는게 4번밖에 없었..물2컷 그만올려주십쇼
에빱이만 등신이라 그럴 일이 일어날 듯