기체가 하는 일, 부피 변화와 기체가 하는 일의 관계

열역학 튜토리얼 기체가 하는 일 엔지피디아 이상기체가 하는 일 이상기체가 한 일의 양을 유도하기 위해 그림과 같이 기체가 압력 P를 유지하면서 팽창할 때, 단면적이 A인 피스톤이 Δx만큼 이동한 경우를 생각해 보자. ⑴ 피스톤에 작용하는 힘 F 면적 A에 힘 F가 작용할 때 압력 P는 이다. 이를 F에 관한 식으로 정리하면 F=P·A 이다. 즉, 기체가 압력 P를 유지하며 팽창할 때 피스톤에 작용하는 힘(F)의 크기가 P·A이다. ⑵ 기체가 한 일 W 기체가 일정한 압력 P를 유지하면서 팽창할 때, 단면적 A인 피스톤이 높이 방향으로 Δx만큼 이동하고 부피는 ΔV(=A × Δx)만큼 변한다. 이제 기체가 한 일 W의 값을 알아보려 한다. 기체가 하는 일 또한 힘과 이동 거리의 곱으로 표현된다. 기체가 한 일 W = 힘(F) × 이동거리(Δx) 이다. 이때, ⑴에서 F=P·A 이므로 W = F × (Δx) = (P·A) × (Δx) = P·ΔV (∵ ΔV = A × Δx) ∴ W=...

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