한번 올린적이 있었는데 해결이 되지 않아 재게시 합니다.
첨부의 파일을 보시면
Stream A (C1 100%)
- Mass Flow : 10 kg/h
- Density : 45.54 kg/cm3
- Temperature : 1000 K
- Pressure : 250 barg
- Mass Enthalpy : -2272 kJ/kg
이 stream에 Q (2716 kJ/h)를 가해서 다음의 Stream B 를 만들었습니다.
(일부러 Density를 동일하게 만들어서 Volume (V)를 일정하게 만들었습니다)
Stream B (C1 100%)
- Mass Flow : 10 kg/h
- Density : 45.54 kg/cm3
- Temperature : 189.87 K
- Pressure : 30.0 barg
- Mass Enthalpy : -4988 kJ/kg
엔탈피 차이가 정확히 Q값과 같이 나옵니다. (-4988*10 + 2272*10 = 27160)
dQ = dH 라는 얘기죠.
[실제로 Hysys를 돌려서 (Peng Robinson) 나온 결과입니다 ]
근데, 열역학 1법칙에 의하면, 부피가 동일하면
dU=dQ-PdV=dQ, 즉 dU = dQ 라는 거지...위의 결과와 상반됩니다.
H=U+PV, dH=dU+PdV+VdP=dU+VdP, dH = dU + VdP 이니까 dH=dU도 성립이 안됩니다.
어찌 된 일일까요?
이 문제를 열역학 1법칙의 경우와 다른 Flowing system, 또는 Open System으로 생각할 수도 있지만,
열역학책 (Smith 3rd Edition Para. 7.1) Conservation of Energy 글머리에 다음과 같은 내용이 나옵니다.
In Chap.2 the first law of thermodynamics was applied to closed systems (nonflow process) and to single-stream, steady-state flow processes to provide specific equations of energy conservation for these important applications. Our purpose here is to present a more general equation applicable to an open system or to a control volume.
즉, "single-stream, steady-state flow process"까지는 열역학 1법칙을 쓰고, 다성분이고 Steady가 아닌경우를 포함한 generalized 식을 구해보겠다 라는 것입니다.
