절대단위계: 질량이 기본 단위
공학단위계: 중량(힘)이 기본 단위
SI 기본단위 : 질량:kg, 길이:m, 시간:s 온도: K, 전류:A 몰질량: mol, 광도:cd
1. 온도
1) 섭씨온도
2) 화씨온도
3) 절대온도
2 습도
1) 절대습도
2) 상대습도
3) 비교습도
3. 열량
1) 현열(감열)
2) 잠열
0℃ 물∙증기 잠열 = 597.5 ㎉/㎏f
100℃ 물∙증기 잠열 = 539 ㎉/㎏f
0℃ 물∙얼음 잠열 = 80 ㎉/㎏f
1 RT (냉동톤) = 3320 ㎉/h
1 USRT (미국냉동톤) = 3024 ㎉/h
1 제빙톤 = 1.65 RT
4. 비열
- 어떤 물질 1kg(g)을 1℃ 높이는데 필요한 열량
- 단위 : kJ/kg․K, J/g․K
- 종류
㉠ 정압비열(Cp) : 공기의 경우 압력을 일정하게 하고 가열한 경우의 비열
㉡ 정적비열(Cv) : 공기의 경우 체적을 일정하게 하고 가열한 경우의 비열
※ 공기의 정압비열(Cp) = 0.24kcal/kg․K×4.2kJ/kcal = 1.008kJ/kg․K ≒ 1.01kJ/kg․K
※ 공기의 단위체적당 정압비열(Cp) = 공기의 정압비열(Cp)×공기의 밀도(ρ) = 1.01kJ/kg․K×1.2kg/㎥ ≒ 1.21kJ/㎥․K
※ 공기의 정적비열(Cv) = 0.71kJ/kg․K
☞ 액체나 고체에서는 정압비열(Cp)과 정적비열(Cv)의 차이가 거의 없으므로 보통 ‘비열’이라 쓰면 되고, 공기에서는 구분하여 공기의 정압비열(Cp)과 공기의 단위체적당 정압비열(Cp)로 구분합니다.
※ 0.34 : 단위환산계수 = 공기의 비열×밀도×1,000(J/KJ)÷3,600(s/h)
= 1.01kJ/kg․K×1.2kg/m³×1,000(J/KJ)÷3,600(s/h) = 0.336W․h/㎥․K ≒ 0.34W․h/㎥․K
1 ㎉ = 4.2 kJ (4.186 kJ)
물비열 = 1 ㎉/㎏f∙℃ (4.2 kJ/㎏∙K)
얼음 비열 = 0.5 ㎉/㎏f∙℃
증기 비열 = 0.44 ㎉/㎏f∙℃
공기 비열 = 0.24 ㎉/㎏f∙℃
5. 밀도 = 질량 / 부피 [kg/㎥]
6. 비중량
7. 비중
비중은 물의 무게와 비교한 값이다. 비중 1.15는 물보다 1.15배 무겁다는 의미이다. 물 1L = 1kg이다.
8. 비체적
10. 압력
1) 표준대기압
2) 공학기압
3) 절대압력
4) 계기압력
1 atm = 1 bar = 1 ㎏f /㎠ = 760 ㎜Hg = 10.332 mAq = 101.325 ㎪ (≒ 0.1 ㎫)
1 ㎏f/㎡ = 1 ㎜Aq = 0.001 mAq (10-3 mAq)
1 ㎫ = 100 mAq
1 ㎪ = 0.1 mAq
11. 동력
1 ㎾ = 860 ㎉/h = 1kJ/s= 3600 kJ/h = 102 ㎏f∙m/s = 1.36 PS
1 PS = 75 ㎏f∙m/s (국제표준마력)
> 출력 15kW의 디젤 기관에서 마찰 손실이 그 출력의 15% 일 때 그 마찰 손실에 의해서 시간당 발생하는 열량은 약 몇 kJ인가?
정답: 8100
풀이: 15x0.15x3600= 8100kJ/h
> 어느 발명가가 바닷물로부터 매시간 1800kJ의 열량을 공급받아 0.5kW 출력의 열기관을 만들었다고 주장한다면, 이 사실은 열역학 제 몇 법칙에 위반 되겠는가?
정답: 2법칙
풀이: 1800kJ/h = 1800/3600 = 0.5kJ/s = 0.5kW
열효율 100%인 열기관은 없다.
> 가스터빈으로 구동되는 동력 발전소의 출력이 10MW이고 열효율이 25%라고 한다. 연료의 발열량이 45000kJ/kg이라면 시간당 공급해야 할 연료량은 약 몇 kg/h 인가?
정답: 3200
풀이: 효율 = $\frac{출력}{입력}$ = $\frac{발전소 출력}{연료량\times발열량}$
연료량 = $\frac{발전소출력}{효율\times발열량}$
=$\frac{10\times10^3\times3600}{0.25\times45000}$
=3200kg/h
2017년8월
> A, B 두 종류의 기체가 한 용기안에서 박막으로 분리되어 있다. A의 체적은 0.1㎥ , 질량은 2kg이고, B의 체적은 0.4㎥ , 밀도는 1kg/㎥ 이다. 박막이 파열되고 난 후에 평형에 도달하였을 때 기체 혼합물의 밀도는 약 몇 kg/㎥ 인가?
정답: 4.8
해설: 밀도= 질량/부피, 밀도x부피 = 질량
혼합물의 밀도 = $\frac{질량1+질량2}{부피1+부피2}$ = $\frac{질량1+밀도2\times부피2}{부피1+부피2}$ = $\frac{2+(1\times0.4)}{0.1+0.4}$ = 4.8kg/ ㎥
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