기체가 좁은 노즐 통해 대기 방출시 온도 하강 이유 설명방법?
- 글쓴이
- feeling
- 등록일
- 2012-02-08 13:42
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기체가 좁은 노즐을 통해 대기중에 방출될 때
노즐 주변이 차가워지는 자연 현상이 있습니다.
상식적으로도 그러한데, 이것을 어떤 원리로 설명 가능할까요?
보일 샤를 법칙 (PV/T= const. )에서 설명 가능한가요?
노즐을 통과할때 상황은 압력이 고압 -> 대기압으로 변경되고,
기체의 부피도 증가되게 됩니다.
참고로, 이문제와 별개로 스로틀 관(병목관)을 통과하는 경우에는 단열팽창으로 본다고 알고 있습니다.
노즐 주변이 차가워지는 자연 현상이 있습니다.
상식적으로도 그러한데, 이것을 어떤 원리로 설명 가능할까요?
보일 샤를 법칙 (PV/T= const. )에서 설명 가능한가요?
노즐을 통과할때 상황은 압력이 고압 -> 대기압으로 변경되고,
기체의 부피도 증가되게 됩니다.
참고로, 이문제와 별개로 스로틀 관(병목관)을 통과하는 경우에는 단열팽창으로 본다고 알고 있습니다.
다른 사람들 의견
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면이
()
저도 궁금하게 생각하는 부분인데
다른 더 간단한 경우로 주사기 구멍을 막고 피스톤 잡아 당겨도
온도가 내려 갑니다. 이유는 실린드 벽쪽에 충돌하는 입자는 같은 운동량을 가지고 팅겨 나가지만 피스톤쪽은 일정속도로 멀어지고 있으니 반사되는 분자의 운동량이 줄어들게 됩니다 그러면 온도가 내려가고요.
이것을 노즐문제에 적용하면 되지 않을까요? -
행운아
()
음..
우선 열역학 책을 열어보신다음에, 개방시스템의 스로틀링에 관한 항목을 읽어보세요. -
years
()
열역학 제1법칙으로 푸셔할 것 같습니다.
dU=dQ-PdV, 단열이므로 dQ=0.
dU=-PdV <0
따라서 내부에너지가 감소하므로 온도가 내려갑니다. 제가 기억하는 건 이런데 틀렸을 수도 있습니다. -
로타리
()
일반적인 베르눌리 방정식이 확장된 개념으로, 토탈 에너지에 대한 베르눌리 방정식이 있습니다. 같은 토탈 에너지인 경우, 운동 에너지가 커지면 인터널 에너지가 작아지지요. 즉, 온도가 낮아진다는 겁니다.
피스톤 막고 손잡이 잡아 당기는 건 단열 팽창이니까 저 경우하고 좀 다릅니다만, 열역학 배우시면 이 모든 것이 제 1법칙으로 풀려요.
입자 충돌 이런건 너무 많이 깊게 들어가신 듯..^^