[열역학 7] 증기와 증기선도

[증기]

 

1.증기와 물질의 상태변화

 

  1.1.증기 : 순수물질이 증발되어 기체상태로 된 것

 

  1.2.수증기 : 물이 증발되어 기체상태로 된 것

 

 

  1.3.상태변화 : 물질은 주어진 온도와 압력 하에서 3가지 상태로 존재한다

 

      1) 단일상 : 고체/액체/기체 중 한가지의 형태로만 존재하는 상태

 

      2) 2상공존 : 고체 + 액체 / 고체 + 기체 / 액체 + 기체의 상태

 

      3) 3상공존 : 고체 + 액체 + 기체가 모두 공존하는 상태

 

 

  1.4.상률 : F = c - p + 2

  

      1) F : Freedom Number (자유도 수로써 압력 P와 온도 T를 변화시킬 수 있는 자유도)

 

      2) c : Complement Number (성분의 수로써 순수물질의 경우 1)

 

      3) p : Phase Number (상의 수)

 

      4) 단일상 순수물질 => F=2 (1-1+2=2) , 2상공존 순수물질 => F=1 (1-2+2=1)

 

 

  1.5.삼중점 : 고체, 액체, 기체가 공존하는 점 (물의 경우 273.16K, 4.58mmHg)

 

 

 

2.증기용어 (정압 하에서 물을 가열하는 과정사이에서 정의되는 증기와 관련된 용어)

 

 

  1)압축수 : 가열전의 물 (온도 T0, 비체적 v0)

 

  2)포화수 : 임의의 압력하에서 포화온도를 갖는 물 (온도 Ts, 건도 x=0)

 

  3)습증기(습포화증기) : 물의 일부가 증발하여 물과 수증기가 공존하는 상태 (온도 Ts, 건도 0<x<1)

 

  4)건도(x) : 습증기 1kg 중 증기량을 나타낸 수치 (비율, 최대 1)

 

  5)습도(절대습도) : 1에서 건도 x를 뺀 값으로 1-x로 정의된다

 

  6)포화증기(건포화증기) : 물이 모두 수증기가 된 상태 (온도 Ts, 건도 x = 1)

 

  7)과열증기 : 건포화증기를 더욱 가열한 상태 (온도 = t > ts, 과열도 : t - ts)

 

 

3.습증기의 상태량

 

  1) 포화수의 상태량 : v' / u' / h' / s'

 

  2) 포화증기의 상태량 : v" / u" / h" / s"

 

  3)습증기의 상태량 : vx / ux / hx / sx

 

 

 

4.증기선도 

 

  1)포화액선 : 압축수영역과 습증기영역의 경계선

 

  2)포화증기선 : 습증기영역과 과열증기영역의 경계선

 

  3)임계점 k : 포화액선과 포화증기선의 교점

 

  #습증기 영역 내에서는 정압선과 등온선이 일치한다. 그 이유는 습증기영역 내에서 계에 출입되는 에너지는 

 

  물에서 수증기로, 또는 수증기에서 물로 상태가 변화하는 데 사용되기 때문이다.

 

 

 

5.헌열과 잠열

 

  4.1.헌열 (Sensible Heat) : 상태변화없이 온도증가에만 쓰이는 열량

 

  4.2.잠열 (Latent Heat) : 온도변화없이 상태변화에만 쓰이는 열량

 

 

t0(압축수온도) / ts'(포화수온도) = ts"(포화증기온도) / t(과열증기 온도)

 

 

 

5.습증기의 상태변화 

 

 

 

 

 

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