[Team PPL 칼럼 47호] 열역학 그래프에 대한 고찰
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)
유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.
-
세지vs한지 0
둘중에 뭐가 좋을까요
-
요즘 느끼는거 0
ㅇㅇ가 좋다 이말이 아무런 노력 없이 내 귀까지 들어왔다는거는 이미 꿀을 다 빨았고...
-
노동의가치를저하시키고 사회에는일절도움안됨 그냥갑자기코인하다가 그런생각이듬
-
뭐하지 1
뭐하지뭐하지
-
선착순 2명 6
천덕씩 추합 불가
-
수학 등급컷 어디가 더 정확한가요?
-
불편해죽겠네
-
확통 2컷 투표 0
투표
-
캬캬캬 라이덴 렙업시텨줘야지
-
총괄 선택자수 1명 예정 ㄷㄷ
-
선착순3명 만덕 18
역 지하9층으로 집합
-
ㅈㄱㄴ
-
고전시가 질문 2
굳건한 바위가 아니라 끈으로 형상 했다고 해서 틀린거라고 생각했는데 답지에는 바위가...
-
경희 스나 2
경희 스나 평백 87인데 어떻게 생각함
-
과탐 잘본 경쟁자가 있다면 가산점만큼 차이가 더 벌어집니다.
-
정석준 근황 1
박사학위 땀
-
지르는건 너무 오바겠죠? ㅠㅠ 메가에 영어 들을 사람이 없다는데 영어 어떻게 해야할까요
-
HOME 0
Sweet home 진짜 좋네
-
과거의나vs현재의나
-
제도를 많이 만들어야함 대학도 그중 하나가 될 수 있다봄 아이랑 학업 병행하기...
-
현우진T가 매번 게시물 올리실때마다, 그 외에도 고1 수학 강조를 엄청 하시는데...
-
그 와중에 사교육문항 이러네 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
-
전 고대 원래닉도고경호소인이였고..
-
오르비재미업슴 5
하루종일 등급컷얘기밖에 안해서 안들어오게됨..
-
이거까지 궁금해 할 필요가 있나
-
이거 뭐지??? 7
메가에서 강민철 조정식 현우진 와서 예비고3 설명회 한다길래 예약하긴 했는데 그냥...
-
-
그냥 좆반고에서 내신 3점 초인가 할텐데 정시에서 내신평가 b는 나오나요?
-
ㅈㄱㄴ입니다 일요일 의대논술 가는데 흑색팬 지참이라 답안지는 흑색 볼팬으로 쓰는...
-
네에? 올해가 물이니까 작년 기준이니까 컷이높은거맞나요………… 작년기준맞ㅈ쬬?….9
-
님들 긴급질문 0
논술 답안지 단어 하나에 밑줄 그것도 원고지에 딱 맞춰서 그었는데 0점 처리일까요?...
-
펜홀더 휴재라니 0
기구하다
-
막 24세전에 애 3명일시 원하는 대학선택권
-
가채점표에 영어 답 밀려써있어서 심장쫄려 미칠 것 같아ㅏㅏㅏ
-
뭐 해먹고 살지 3
-
하면 어디감요? 전 중대갈수도요.. 중앙대가 제 목표대학이였어서 중앙대가너무가고싶음
-
https://youtu.be/UZl_PzjkTiA?si=hBYw-30rRFWiI2l2
-
일단 들어봐요
-
나의 장점 6
군필자 병장 만기 전역
-
김범준 대기 0
공통은1000번대 미적은 700번대라는데 스블 전엔 죽어도 안빠지겠죠? 3-4월쯤에...
-
If you 1
너도나와같이 힘들다며 우리 조금 쉽게갈순없을까 있을때 잘할걸그랬어
-
그런거안고자면왠지 평생느껴보지못한 감정을느낄수있을것만같음
-
에휴 시발
-
알바천국에 올라와있길래.. 네이버에 쳐도 안뜨긴하네요.
-
인스타가 디시(DC)화 되고 있다는 말을 안 믿었는데 9
진짜 존나 어질어질하노….
-
운동이나가야지 외모9등급이라인생이불공평하구나.
-
알바 면접 파토내도되나요...? 오라구 하셨는데 좀 무섭고 하기 싫어졌어요 ㅠㅠ 어떡해요?
-
지금 현 23, 24학번들 자퇴 많이 할 것 같나요?? 뭐 반수나 편입 등등으로
-
내년에 할 선택과목 투표하고 가주시면 감사하겠습니다!
-
데코니나 신곡 6
앨범 트레일러에 나왔던 노래 짱이다 달달한 초코우유 두개 한번에 먹는 느낌..
첫번째 댓글의 주인공이 되어보세요.