단열압축 / 단열팽창

1 단열
 1) 단열변화
   - 어떠한 계에서 외부와의 상호작용중 계 와 외부사이에 열의 출입이 없는 상태에서 계의 상태가 변화는 과정.
   - 계가 열을 흡수하고 외부에 대해 일을 할때 내부에너지의 변화는 계가 흡수한 열과 -일의 값으로 정의된다.
 2) 단열
   - 계에 외부로부터 열의 출입이 없고 오직 일만 행해지는 과정.
   - 단열은 열의 유입/유출이 없는 상태에서 계로부터 행해지는 일로 내부에너지가 변화하는것을 의미한다.
     * 계의 내부에너지 변화량은 계가 외부에 한 일의 양과 크기는 같고 부호만 달라진다.
     * 단열압축의 경우 계의 부피가 줄어듦으로 계가 외부로부터 일을 받는 상황으로 일의 양은 음수가 되며 내부에너지는 증가한다.

 

 

2 단열압축/팽창
 1) 단열압축의 개요
   - 계에 열의 출입이 없는상태에서 압축되어 내부에너지가 증가하는 것.
 2) 단열팽창의 개요
   - 외부에서 계로의 에너지 출입이 없음을 의미함.
   - 기체가 외부에 한 일을 기체의 내부 에너지의 감소량과 같다.
 3) 단열변화 그래프(단열팽창 기준)
   - 단열 상태에서 계를 팽창시켜(VA -> VB 외부로 일을 함.) 압력을 낮추면 온도는 가파르게 T1에서 T2로 강하한다.

 4) 단압축/팽창의 예시
   - 구름의 생성
     * 지표면의 공기가 수증기를 포함할때, 지표의 온도증가로 공기가 상승하며 희박한 대기로 팽창하게 된다.
      포화증기압의 저하로 포화증기가 수증기가되어 구름이 생성된다.
     * 공기간의 열 이동은 매우 느리기에 단열로 볼 수 있다.