[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.
-
백번쯤 고민하다 시도했는데 결과가 절망임. 우울해지노
-
ㅈㄱㄴ 학원에 엄청 발랄한 여자애 mbti가 저거라서
-
수능으로 치면 1컷 50이겠죠..?
-
덕코 많은 사람 부럽다 18
진짜 진짜 부럽다
-
답지 보기엔 자존심 상하는데 도와주세요
-
빛 번지는게 심해졋능데 10
안경을 바꿔야함? 아니면 안과를 가야함? 요즘 눈 뜨는거 살짝 힘들고 흐리멍덩 하게...
-
팁같은거 있나요? 전 진짜 지지리도 못맞추는듯
-
학교 다니면서 시발점 수1 완강 며칠 잡고 하면 이상적일까요?? 기본 배이스는 있어요
-
ㅠㅠ
-
집 갈까 8
가는게 낫겠지? 자고 내일도 공부해야하니까?
-
∀x∃x(x∈A∪A^c) 이 식이 참이고, 모든 x는 A(이세상) 아니면 A^c(저세상)에 존재함
-
90만덕을 뜯고파
-
남장미소녀 맨날 나오고 미소녀부인 맨날 오해해서 학대하고 후회피폐물찍고 그냥 웹소설이랑 똑같네
-
지금 밥먹을까말까 10
고민중
-
∀x∃x(x∈A∪A^c)
-
함수 f랑 g가 역함수 관계고 모두 미분가능할 때 f(1)=-5,...
-
대지가 돼버려 12
야식을 못 참았어요
-
오늘은 1틀 7
선착 5명 천덕씩
-
살자 제발 2
살자
-
지금 개정 들어간거 내용 핵심이 1. 성폭법 및 아청법에 규정된 모든 죄를...
-
선택과목 화1 생1 이거 올바른 선택일까요? 소문으로는 화1이 사탐보다 표점이 안나온다고 하던데
-
입시 초반에는 내가 성공해서 효도해야지! 부모님께 잘해드려야지!하는 막연한...
-
9모 성적표 1
9모를 모교에서 봤는데 보통 성적표 집으로 보내주나요? 아니면 학교에 방문해서 받아야 하나요?
-
전역d-300 3
ㅎ...
-
2025-2008학년도 평가원 문학 모음입니다. 熱心히 만들었습니다.. 정답표는 맨...
-
내년 내후년도 답이없네,,
-
그런데 보고 오니 우리 집은 괜찮은 거에요. 보자마자 웃음이 났어요. 이번 9모...
-
놀고오면 기분이 1
죽음 새벽까지 노래듣다가 밤새고 1교시 각인데
-
제목부터 끌리는게 좀 보임
-
과학을 많이 사랑한 죄 난 너로 인해 그 죄로 인해 N수생각 앓고 있다고 ~
-
더프 9모 둘다 50인데…. 실모 보면 30점대 나올때도 러다해서 정작 수능도...
-
다른건 몰라도 1
영어 11퍼는 충격적인데 국어는 너무 쉬워서 납득할만한 등급컷이고 수학은 2컷이...
-
자주경희!! 명문경희
-
아가취침 9
1교시이슈
-
언더독이 이기는 경우는 진짜 많음
-
인스타에 본계 스토리에 모르고 씹덕 굿즈컬렉션 사진 공개함 분명 친한친구 설정...
-
9평 3이고 지금 솔텍 파트1이랑 n제 거의 끝났는데 다음에 뭘 해야 될까요 강의...
-
나도 정시의벽 언니처럼 수학을 잘하고싶다
-
9모 39점으로 3이고 수능때 2가 나오면 좋겠습니다 ㅜ 지구 노베인데 수능 원서...
-
Правда
-
밤이깊었네~ 4
방황하며 춤을 추는 불빛들~
-
1. 핸드폰은 그냥 안가져갈까 하는중인데 그게 편하겠죠? 만약에 가져가면 미리...
-
친구가 한달넘게 연락을 안 봄 내가 한5월달쯤에 노래를 하나 만들어서 걔한테...
-
이렇게 한 시험에 국수영탐 모두 이정도인 적이 있었나..ㅋㅋ
-
본인 이모다 하나도 안했는데
-
김승리 질문 5
김승리쌤 현장에서 질문하시는 분들 쉬는시간이나 끝난 후에 하시나요?
-
스포있을 수도 있습니당 유독 킬캠만 치면 맥을 못추려요 4회차 쳤는데 ㄹㅈㄷ...
첫번째 댓글의 주인공이 되어보세요.