Chapter 1-12.열역학적 성질의 변화 : 공정(Process))

1. 등온공정(Isothermal Process): 온도가 일정하게 유지되는 공정이다.
2. 단열공정(Adiabatic Process): 계와 주위 사이에 열의 출입이 없는 공정이다.
3. 등적공정(Isochoric Process, 등용적공정): 부피가 일정하게 유지되는 공정이다.
4. 등압공정(Isobaric Process): 압력이 일정하게 유지되는 공정이다.
5. 등엔탈피공정(Isenthalpic Process): 엔탈피가 일정하게 유지되는 공정이다.

• 주로 밸브, 팽창밸브, 스로틀링(throttling) 등에서 나타난다.

6. 등엔트로피공정(Isentropic Process): 엔트로피가 일정하게 유지되는 공정이다.

• 가역적이고 단열적인 공정에서 성립한다.
• 대표적 예: 이상적인 터빈, 압축기, 노즐 등

7. 폴리트로픽공정(Polytropic Process): PVⁿ = 일정(Constant) 형태로 나타나는 공정이다.

• n의 값에 따라 등온, 단열, 등압, 등적공정 등 다양한 특수 공정으로 변환 가능하다.

8. 가역공정(Reversible Process): 항상 열역학적 평형을 유지하며, 미소한 변화로 언제든지 역방향으로 진행 가능한 이상적인 공정이다.

• 실제로는 존재하지 않으며, 이론적 기준으로 사용되는 이상적인 공정이다.
• 마찰이 없는 공정이다.
• 공정은 연속적으로 평형상태를 유지하면서 변한다.(ex. 상전이, 화학평형)
  • 일련의 평형상태를 거친다.
• 공정은 평형에서 미소한 폭 이상으로 벗어나지 않는다.
• 반대 공정에 의해서 최초 상태로 완벽하게 되돌아 갈 수 있다.
• 최대의 효율성을 갖는다.
  • 모든 공정으로부터 출력 일은 최대, 필요 일은 최소이다.
• 피스톤을 누르고 있는 외부의 압력을 $P_{ex}$라 하고, 피스톤 안에 있는 기체의 압력을 $P_{system}$
  • 평형상태에서 아주 가벼운 추를 조심히 하나씩 제거하면 외부압력과 시스템의 압력이 평형 상태를 유지하면서 팽창한다.(가역 팽창)

9. 비가역공정(Irreversible Process): 마찰, 점성, 열전도, 확산 등 비평형 요소가 존재하여 역방향으로 완전히 되돌릴 수 없는 실제 공정이다.

• 실제공정은 비가역 공정이다.
• 평형상태에서 추를 급작스럽게 제거하면 피스톤은 최종압력으로 급작스럽게 팽창한다.
• 추를 급작스럽게 놓으면 피스톤은 최종압력으로 급작스럽게 압축된다.

10. 사이클공정(Cyclic Process): 계가 여러 공정을 거쳐 다시 원래의 상태로 돌아오는 공정이다.

• Carnot cycle, Otto Cycle, Disel Cycle 등이 있다.