열기관과 역학

목차

1. 열량, 내부에너지 그리고 일
2. 스털링 엔진
3. 이상적인 스털링 엔진의 작동 과정
4. Carnot cycle

본문내용

1. 열량, 내부에너지 그리고 일
어느 계(system)에 열에너지를 공급한다고 가정하자. 이때 계에 공급한 에너지의 양을 열량(가한 열의 양)이라고 하며, Q로 나타낸다. 어느 계에 Q에 달하는 에너지를 가하면, 내부에너지(U)는 증가할 것이다. 물론 가한 열의 양(Q)이 모두 내부에너지(U)로 변환되는 것은 아니며 이 중 일부는 외부에 일(W)을 한다.

<중 략>

2. 스털링 엔진

스털링 엔진은 실린더와 피스톤으로 이루어진 공간 내에 수소나 헬륨 등 가스를 채워 밀봉하고 외부에서 가열하거나 냉각하면서 내부 가스의 부피 변화로 일을 하는 장치이다. 그림은 뜨거운 쪽 실린더와 피스톤, 차가운 쪽 실린더와 피스톤으로 이루어졌다. 뜨거운 쪽과 차가운 쪽의 실린더는 기체의 이동 통로로 연결되어 있고 두 피스톤은 역학적 일을 하는 장치와 연결되어 있다. 뜨거운 쪽은 열원에 접촉해 있고 차가운 쪽은 냉각을 위해 냉각 날개가 있다. 작동 원리는 고열원의 가스가 열을 받아 팽창하여 일을 한 다음 저열원으로 이동하여 남은 열을 방출하고 수축하여 다시 고열원으로 이동하는 것을 반복하는 것이다.

3. 이상적인 스털링 엔진의 작동 과정
[그림 2]는 이상적인 스털링 엔진의 작동 과정을 나타낸 것이다. 먼저, [그림 2]의 과정1을 살펴보도록 하자. 과정1은 지점D에서 지점A로 향하는 과정으로 여기서는 부피가 변하지 않기 때문에 등적 과정(isochoric process)에 해당한다.

참고자료

· 없음