[열역학 2] 비열/열평형/열효율/일 등

1.열용량 / 비열 / 열량

 

  1.2.비열 = (열용량 / 질량) = (열량 / 질량 x 온도차) => c = C/m = Q/mΔT

 

    1)단위질량을 단위온도만큼 올리는데 필요한 열량

 

    2)물의비열 : 1kcal/kg℃ = 4.1855J/gK = 4.1855kJ/kgK // 물의 비열은 물체 중에서 가장크다

 

  1.3.열용량 = (질량 x 비열) = (열량 / 온도차) => C = cm = Q/ΔT // 단위 : kcal/℃, kJ/℃ 등

 

  1.4.열량 = (비열 x 질량 x 온도차) => Q = cmΔT // 단위 : cal, kcal, J, kJ 등

 

 

2.열평형과 열역학 제 0법칙

 

  2.1.열역학적 평형 : 온도가 같고 화학적조성도 같으면 기계적으로 평형일 때 열역학적 평형이라 한다

 

  2.2.열역학 제 0법칙 : 어떤 물체 C가 두 물체 A,B와 각각 열평형이면 두물체 A와B도 서로 열평형이다

 

  cf. 열평형과 열역학적 평형은 다른의미 // 열평형 : 온도가 같은 상태

 

 

3.열량보존법칙과 열평형온도

 

  3.1.열평형온도 : 고온물체에서 저온물체를 맞닿아 놓으면 고온물체엣 저온물체로 열이 이동하게 된다. 시간이  

  

                        지나면 두물체는 온도가 같아져 열평형상태가 되고, 이때의 온도를 열평형온도라고 한다

 

  3.2.열량보존법칙 : 고온물체가 잃은 열량과 저온물체가 얻은 열량은 같다

 

  3.3.열량보존법칙으로 열평형온도 구하기 : 고온물체가 잃은 열량Q1 = 저온물체가 얻은 열량 Q2를 이용

 

 

 

4.열효율

 

  4.1.열효율 ηth = 동력 / (저위발열량x연료소비율) = P[kW] / H[kJ/kg] m'[kg/s] => ηth = P/Hm'

 

  4.2.저위발열량과 고위발열량

 

    1)저위발열량 : 연소생성물인 H2O가 기체상태일때의 발열량 

 

    2)고위발열량 : 연소생성물인 H2O가 액체상태일때의 발열량

 

    3)응축잠열 : 기체상태의 H2O(수증기)가 물로 응축하면서 외부로 방출하는 열량

 

    4)고위발열량 : 저위발열량 + 응축잠열

 

 

5.열전도

 

  1)열전도 : 열의 전달방법(전도/대류/복사)중 하나로 열이 고체매체를 통해 전달되는 방법

 

  2)전도열량 Q는 접촉단면적,온도차,시간에 비례하고 길이(두께)에 반비례함

 

  3)전도열량 Q = KS(T1-T2)t / L  (K:열전도율[kJ/m*K*sec or cal/cm*℃*min] S:접촉단면적 t:시간 L:길이)

 

 

6.절대일과 공업일

 

  6.1.절대일 (팽창일 / 비유동일 / 밀폐계의 일) 

 

      1)P-V선도에서 그래프아래의 면적

 

      2)절대일의 기호 : W (단위질량당의 절대일 : w)

 

      3)절대일의 단위 : J 또는 kJ

 

      4)미소일량 δW = PdV

 

 

  6.2.공업일 (압축일 / 유동일 / 터빈일)

 

      1)V-P선도에서 그래프 아래의 면적

 

      2)공업일의 기호 : Wt (단위질량당의 공업일 : wt)

 

      3)공업일의 단위는 절대일과 동일 (J 또는 kJ)

 

      4)미소일량 δW = -VdP

 

      cf.계의 입장에서 생각하여 계가 일을하는 것(팽창)은 (+)로, 계가 일을받는 것(압축)은 (-)로 한다