【열역학】 1강. 기본 개념

1강. 기본 개념

 

추천글 : 【열역학】 열역학 목차 

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1. 계의 상태량 [본문]

2. 밀도와 비중 [본문]

3. 상태와 평형 [본문]

4. 열역학적 과정과 사이클 [본문]

5. 온도와 열역학 제0법칙 [본문]

6. 압력 [본문]

7. 압력 측정 장치 [본문]

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1. 계의 상태량 [목차]

⑴ 상태량 : 계의 특성

① 강성적 상태량(intensive property) : 계의 크기와 무관

② 종량적 상태량(extensive property) : 계의 크기에 영향

③ 비상태량(specific property) : 단위 질량당 종량적 상태량, 강성적 상태량으로 분류

⑵ 연속체 이상화 : 분자가 너무 작아 계의 상태량을 연속으로 간주

① 희박기체 유동이론

 

 

2. 밀도와 비중 [목차]

⑴ 밀도 : ρ = m / V (단위 : kg/㎥)

⑵ 비체적 : v = V / m = 1 / ρ

⑶ 비중 또는 상대밀도 : SG = ρ / ρ_H2O 

⑷ 비중량 γ_s = ρg (단위 : N/㎡)

 

 

3. 상태와 평형 [목차]

⑴ 상태 : 계의 조건

① 평형상태만 관심 대상, 실제 계는 준평형 상태로 간주

② 평형상태의 예 : 열적 평형, 역학적 평형, 상 평형, 화학적 평형

⑵ 상태의 원리

① 단순 압축성 계 : 외부의 '장력' 및 표면장력이 없는 계

② 상태의 원리 : 단순 압축성 계에서 PV = nRT가 성립

③ 명시된 상태량은 독립적이어야 함

 

 

4. 열역학적 과정과 사이클 [목차]

⑴ 가정 : 준정적 과정 또는 준평형 과정

⑵ 과정 : 과정 선도로 나타냄

① 등온과정(isothermal process)

② 정압과정(isobaric process)

③ 정적과정(isochoric or isometric process)

⑶ 정상유동 과정 : 특정 지점의 시간에 따른 변화 무시

 

 

5. 온도와 열역학 제0법칙 [목차]

⑴ 온도의 정의 : 같은 온도의 물체는 열적 평형임

⑵ 온도 눈금

① 2점 눈금(two-point scales) : 섭씨(℃), 화씨(℉)

② 열역학적 온도눈금 : Kelvin 눈금(K), Rankine 눈금

③ 이상기체 온도눈금은 열역학적 온도눈금

참고. 외삽을 통해 절대영도를 알아냄

④ 관계식

○ T(K) = T(℃) + 273.15

○ T(R) = T(℉) + 456.97

○ T(R) = 1.8 T(K)

○ T(℉) = 1.8 T(℃) + 32

 

 

6. 압력 [목차]

⑴ 압력의 정의

① 단위 면적당 유체에 가해지는 힘

② 고체역학, 재료역학의 경우 '응력'으로 지칭

⑵ 단위

① 1 Pa = 1 N/㎡

② 1 bar = 10⁵ Pa

③ 1 atm = 101,325 Pa

⑶ 절대압력, 계기압력, 진공압력

⑷ 깊이에 따른 압력 변화

① 내리 누르는 유체의 무게

② 깊이가 증가함에 따라 암력 증가 압력

 

dP/dz = -ρg → ΔP = ρgΔz

 

③ 높이가 같으면 압력도 같음 : 파스칼의 법칙

○ 파스칼의 기계의 기계적 이득

 

 

7. 압력 측정 장치 [목차]

⑴ 기압계 : 토리첼리 기압계 이용

① 1 atm = 760 mmHg = 10.3 m H₂O

⑵ 액주식 압력계 : 파스칼의 법칙 및 ΔP = ρgΔz 이용

① 경사 액주식 압력계

⑶ 부르든 관 : 대기압과의 상대적 압력에 기초한 기계적 장치

⑷ 압력 변환기 : 특히 스트레인게이지 압력변환기

① 외부 압력 노출 → 스트레인 → 저항 변함 → Wheatstone 브릿지로 이를 증폭

② 캐패시턴스 변환기도 유사하게 작동

⑸ 압전 변환기 : 압전 효과 이용, 고압시 유용

⑹ 자중시험기

 

입력 : 2019.04.18 23:37