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과학

등압 과정

등압 과정과학
영문명
Isobaric process
일정한 양
압력
기본 조건
Δp = 0
압력-부피 그림
수평 경로
등압 과정은 계의 압력을 일정하게 유지하면서 상태가 변하는 열역학 과정이다. 온도와 부피는 달라질 수 있으며 기체의 가열이나 팽창을 분석하는 기본적인 과정 중 하나다.

압력이 일정한 변화

압력을 일정하게 유지한다고 해서 온도와 부피까지 고정되는 것은 아니다. 피스톤이 움직일 수 있는 기체를 일정한 외부 하중 아래에서 천천히 가열하면 부피가 늘어나면서 압력을 거의 일정하게 유지하는 모형을 생각할 수 있다.

이상 기체의 비례 관계

일정한 물질량의 이상 기체가 같은 압력에서 변할 때 부피는 절대온도에 비례한다. 온도가 300 K에서 450 K로 변하면 부피는 처음의 1.5배가 된다. 섭씨온도의 비를 그대로 넣어서는 안 된다.

팽창하면서 하는 일

준정적으로 일정한 압력 p 아래에서 부피가 ΔV만큼 늘어나면 기체가 외부에 한 부피 일은 pΔV다. p가 100 kPa이고 부피 증가가 0.002 m³이면 그 일은 200 J다. 계가 받은 일을 양수로 쓰는 관례에서는 이 팽창 일을 음수로 기록한다.

엔탈피와 열의 관계

닫힌 계에서 압력과 부피에 의한 일만 고려한다면 일정한 압력에서 전달된 열을 엔탈피 변화와 연결할 수 있다. 전기적 일 등 다른 일이 있으면 그 조건까지 포함해야 한다. 압력이 일정하다는 이유만으로 모든 에너지 전달을 열이라고 부르지는 않는다.

관련 문서

압력 / 이상 기체 / 켈빈 / 엔탈피 / 열량 측정 / 부피 / 등온 과정 / 등적 과정