무브

오르비

아톰

내 태그

내 태그 설정

입시
학습
생활
클럽
직업·취업
Epioptimus
Centurion

TeamPPL [772768] · MS 2017 · 쪽지

2022-07-25 00:16:11
조회수 3,064

[Team PPL 칼럼 47호] 열역학 그래프에 대한 고찰

게시글 주소: https://market.orbi.kr/00057704649

안녕하세요 팀 PPL의 물리 팀입니다.

오늘은 열역학 그래프의 해석에 대해 다뤄보도록 하겠습니다. 

수능에서 출제될 수 있는 열역학 그래프는 아래와 같이 총 3가지입니다.


P-V 그래프

V-T 그래프

T-P 그래프


평가원, 교육청과 더불어 사설 문항도 P-V 그래프의 해석을 주로 묻고, V-T 그래프나 T-P 그래프의 해석은 잘 다루지 않습니다. 물론 P-V 그래프의 밑넓이가 기체가 한 일의 크기라는 점에서 더 의미 있고 해석하기에 용이한 그래프인 것은 맞습니다. 

그러나 그렇다고 해서 V-T 그래프나 T-P 그래프가 출제되지 않는다는 것은 절대 아닙니다. 대다수 학생들은 P-V 그래프 해석에 익숙해진 나머지 V-T 그래프 또는 T-P 그래프 해석 문항을 만나면 당황한 나머지 해석조차 하지 못하는 경우가 많습니다. 대표적인 예로 2022 수능 17번 문항을 들 수 있습니다. 


 <2022학년도 수능 17번>



위 문항은 전형적인 P-V 그래프 해석을 묻지 않고 V-T 그래프 해석을 출제하여 현장에 있던 많은 학생들을 당황하게 만들었습니다. 위와 같이 V-T 그래프나 T-P 그래프의 해석은 언제든지 다시 출제될 수 있기에 꼭 정리하고 넘어가셔야 합니다. 

V-T 그래프나 T-P 그래프도 각 그래프 내에서 해석할 수 있는 부분은 해석하고 넘어가셔야 합니다. PV=nRT를 활용하여 P, V, T 3요소 중 누락된 1가지 정보를 그래프 위에 적는 과정이 필요합니다. 누락된 정보를 그래프 위에 적은 뒤 ㄱㄴㄷ 선지가 묻는 바에 따라 답을 하시면 됩니다. 

정리하자면 V-T, T-P 그래프라고 해서 반드시 P-V 그래프로 변환할 필요는 없습니다. 시간을 절약하기 위해 최대한 해당 그래프 위에서 해결하는 과정이 필요하며 V-T, T-P 그래프는 P-V 그래프의 밑넓이의 크기 비교를 통한 일의 크기나 순환 과정을 묻는 선지를 만났을 때 P-V 그래프로 변환하여 문제를 해결해도 늦지 않습니다. 

가장 중요한 것은 V-T, T-P 그래프의 해석을 다루는 문항에 익숙해짐으로써 해당 유형을 다루는 문제를 만나도 당황하지 않고 해결할 수 있어야 한다는 점입니다? 마지막으로 22학년도 수능 17번 문항 풀이를 적고 마무리하도록 하겠습니다.

<풀이>

ㄱ. A->B 과정은 기체의 부피가 증가하는 등압 과정입니다. (PV=nRT를 통해 P 정보 추론)

     기체의 부피가 증가하는 등압 과정을  Q=W+ΔU를 통해 해석하면 Q가 증가함을 알 수 있습니다.

     따라서 ㄱ은 참입니다.

  

ㄴ.  A->B 과정에서 기체가 흡수한 열량은 Q1,  B->C 과정에서 기체가 방출한 열량은 Q2, C->A 과정에서 

     기체가 방출한 열량을 Q3 라고 가정합니다. 

     이때 기체가 한 일의 양은 Q1-Q2-Q3임을 알 수 있습니다. 

     따라서 기체가 한 일은

                         입니다.


     따라서 ㄴ은 참입니다.


ㄷ. 기체가 한 일을 묻고 있으므로 P-V 그래프로 변환한 뒤 그래프로 둘러 쌓인 부분의 넓이를 

     구해야 합니다. B->C는 등온 과정이므로 P-V 평면 위에 해당 과정을 표현하면 

     유리함수 꼴의 그래프가 나타나게 됩니다. 이를 고려하면 기체가 한 일의 양은 

     보다 큼을 알 수 있습니다

     따라서 ㄷ은 참입니다. 

0 XDK (+0)

  1. 유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.

TeamPPL [772768]

쪽지 보내기


  • 첫번째 댓글의 주인공이 되어보세요.
글쓰기
오르비 1353018번째 회원 가입
ddna
1,422,072 건의 게시물이
블록체인에 디지털 공증되었습니다.
901,751
497,321
22,267
574
159

오르비 캐스트

2025 수능잘 보셨나요?

오르비 플레이

오르비 RARE

오르비 과외시장
Move
our corporate site
Orbi Class
on-line classes
Atom
educational books & resources
Gae9
humor and fun

© 2000-2024 Move Inc.

orbisoptimus (v17-38ba2b)