와우댕글의 아이디어 세상

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목차

1. 2 에너지 단위와 네 개의 진동자로 구성된 아인슈타인 고체가 있다. 가능한 모든 미시 상태를 수선(|)과 점(.)을 사용하여 나타내보라.

2. 두 개의 아인슈타인 고체 A 와 B는 각각 10개의 진동자로 구성되어 있으며 전체 20 에너지 단위를 공유하고 있다. 두 고체 계는 매우 약한 결합을 이루고 있으며 전체 에너지는 일정
하다고 가정한다.
가. 이 계는 몇 개의 서로 다른 거시 상태들을 가지는가?
나. 이 계의 미시 상태 개수는?
다. 열평형에서 고체 A가 모든 에너지를 가질 확률은?
라. 전체 에너지의 절반이 고체 A에서 발견될 확률은?

3. 저온 영역 (q≪N)에서 아인슈타인 고체가 가지는 겹침 수에 관한 공식을 유도해보라.

4. 부피 V가 아닌 면적 A를 차지하는 하나의 2차원 계에서 운동하는 단원자 이상기체를 생각해보자. 이 기체의 겹침 수에 관한 공식을 구하라.

본문내용

매우 약한 결함이고 전체에너지는 일정하다면 고체A와 B모두 에너지를 자유롭게 가질 수 있다.
가) 거시상태는 각각이 가질 수 있는 경우의 수만은 고려한다.
qA=0에서 20까지 가질 수 있으며 그에 딸 qB 값은 결정된다.
따라서 계의 거시상태의 수는 21개이다.
나) 거시상태에 대한 겹칠수를 구해 미시상태의 개수를 구할 수 있다.

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본문내용

1.  ≪  영역에서 아인슈타인 고체의 온도에 관한 공식을 구하고 에너지를 온도의 함수로 나타내면 이 됨을 보여라. 여기서 은 에너지 한 단위의 크기를 의미한다.
2. 온도가 0℃ 인 30 g 의 얼음조각이 방안의 탁자 위에서 서서히 녹고 있다. 방의 온도는 25℃ 이다.
가. 얼음조각이 0℃ 물로 완전히 녹았을 때 이 얼음의 엔트로피 변화량을 계산하라.
나. 이 물의 온도가 0℃ 에서 25℃로 상승할 경우 발생하는 엔트로피 변화량을 계산하라.
다. 이 0℃ 얼음조각이 25℃ 물로 변하는 동안 방안의 엔트로피 변화량을 계산하라.
라. 결국 방안과 얼음조각으로 구성된 전체 계의 엔트로피 변화는 얼마인가? 결과가 우리의 예상과 일치하는가?
3. 두 상태 상자성체의 엔트로피를 온도의 함수로 나타내면
lncosh   tanh 
임을 보이고 (여기서    ) 두 온도 극한  →  와
 → ∞에서 이 엔트로피가 가지는 거동에 대해 조사해보라.
4. 이전에 세 개의 진동자와 세 단위 에너지로 구성된 아인슈타인 고체의 화학 퍼텐셜     ( 은 에너지 한 단위의 크기) 임을 보였다. 여기서 하나의 진동자는 하나의 입자로 취급된다. 만약 이 고체가 세 개의 진동자와 네 단위 에너지로 구성된다면 화학 퍼텐셜은   보다 커지는가 아니면 작아지는가?

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본문내용

1. 실온 298 K 과 1 대기압에서 질소와 수소의 반응을 통한 암
모니아 합성 N H → NH 을 생각해보자. 및 값들로부
터 이 반응의 를 계산하고 자료의 표에서 이미 주어진 값
과 일치하는지 살펴보라.
2. 수소 연료전지에서 발생하는 화학반응의 단계는 다음과 같다.
전극: H OH → H O e
전극: O H O e
→ OH
전지의 전압을 계산하라. 물의 전기분해를 위해 필요한 최소
전압은 얼마인가?
3. 메탄(천연가스)을 사용하는 연료전지를 생각해보자.
C H O → H O C O .
가. 주어진 자료를 이용하여 메탄 한 분자에 대한 이 반응의
와 값을 계산하라. 이 때 반응은 표준 조건(1 대
기압, 실온)에서 발생한다고 가정하라.
나. 이상적인 조건에서 1 몰의 메탄을 연료로 사용할 경우 얼
마만큼의 전기적인 일을 추출해낼 수 있을까?
다. 이 때 만들어지는 폐열의 양은 얼마인가?
라. 화학반응의 단계는 다음과 같다.
전극: C H H O → C O H e
전극: O H e → H O
전지가 생산하는 전압은 얼마인가?
4. 탄산칼슘(C aC O )은 두 가지의 결정 형태를 가지는데 그 하나
는 캘사이트(calcite)이며 또 다른 하나는 아르고나이트
(aragonite)이다. 주어진 자료(교과서 뒤 부록)를 활용하여
어느 상이 지구 표면에서 안정한지 결정하고 안정하지 않은
다른 상을 안정한 상으로 만들려면 압력을 얼마로 높여야 하
는지 계산하라.

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목차

1. 방 A와 B의 크기는 같으며 개방된 문에 의해 연결되어 있다. 방 A의 온도가 더 높다고 하면 어느 방이 더 많은 공기분자를 담고 있겠는가? 그 이유는?

2. 공기를 제외한 열기구의 총 질량이 500 kg이다. 뜨거운 공기를 채워 상승하기 시작할 때 공기의 온도를 예상해보라. 풍선 내부 공기의 질량은?

3. 실온, 대기압의 1 리터 헬륨 기체가 가지는 열에너지는?

4. 1 기압, 1 리터의 공기를 압축하여 4기압으로 만들었다.
공기는 산소(O2)와 질소(N2)로만 구성되어 있다고 가정하자.
(1) 압축 후 공기의 부피는?
(2) 압축하는 데 사용된 일의 양은?
(3) 초기(압축되기 전) 공기의 온도는 300 K이었다면 압축 후 공기의 최종 온도는 얼마인가?

본문내용

온도가 더 높으면 그만큼 기체분자의 운동이 활발하여 온도가 낮은쪽으로 더 많이 이동한다. 위 관계식은 정성적으로 봐도 일치함을 확인할 수 있다.

2. 열기구는 뜨거운 공기에 의한 부피 팽창으로 내부공기의 밀도가 낮아져 밀도차가 일어나고 부력이 발생한다. 
부력의 크기는 물체가 차지하고 있는 부피만큼의 유체질량X중력가속도와 같다. 유체의 질량=유혜의 밀도 X 부피 이므로 열기구의 부력=

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