[에너지관리기능사] 열 및 증기열역학 필기 & 예상문제 정리

CH01. 열 및 증기열역학 

1 ) 섭씨온도(℃) = 5/9(화씨온도-32) = (℉-32)/1.8

2) 화씨온도(℉) = 9/5 x ℃ +32 = ℃ x 1.8 +32

영하 -40℃ = -40℉ 두개의 온도가 같아진다. 

3) 켈빈의 절대온도(K) : 섭씨온도 + 273

4) 랭킨의 절대온도(R) : 1.8K

5) 압력 : 단위면적당 작용하는 수직방향의 힘의 크기

표준대기압 (atm) > 공학기압 (at) 

1.0332 kg/cm^2          1

10.332 mH2O.            10

760 mmHg.               735.5

6) 절대압력 = 완전 진공상태를 0으로 기준하여 측정한 압력

절대압력 = 대기압 + 게이지압 

              =  대기압 - 진공압 

7) 1kacl = 순수한 물 1kg 을 1℃ 올리는데 필요한 열량 

1kcal = 3.968BTU = 2.205CHU = 4.1867 KJ

8) 열용량 = 어떤 물질의 온도를 1℃ 올리는데 소요되는 단위의 열량, 단위 cal/℃, 열용량 = 비열 x 질량 

9) 비열 = 어떤 단위물질 1kg 을 1℃ 올리는데 소요되는 열량, 단위 cal/kg℃

비열값

물 : 1

얼음 : 0.5

증기 : 0.44 ~ 0.46

공기 : 0.24

10) 총열량 (현열)

전체 열량(Q) = 질량(G) x 비열(C) x 온도차(t2-t1) kcal

11) A(일의 열당량) = 1/427kcal/kgm

     J (열의 일당량) = 427kg.m/kcal 

12) 과열증기 : 포화증기의 온도를 상승시킨 증기 (압력변동은 없다), 건포화증기에서 더 열을 높인 증기 일반증기보다 온도가 높아진 증기

13) 물의 임계압력 = 225.56kg/cm^2

       물의 임계온도 = 374.15℃ = 절대온도 273℃ + 물이 끓는온도 100℃ 

14) 건조도(x) 

      x : 0 (액) / 습증기 : 0 < x < 1 / 과열증기 : x > 1 / 건포화증기 : x =1

15) 현열 (감열) : 물질의 상태 변화 없이 어떤 물체의 온도 변화 

16) 증발잠열과 융해잠열 : 온도의 변화는 없고 물질의 상태 변화시 소요되는 열량 

0℃의 얼음이 0℃의 물로 되려면 80cal/g의 융해열이 필요하다. (0℃ 잠열) 

100℃의 포화수가 100℃의 건조증기로 되려면 539cal/g 의 증발잠열이 필요하다. (100℃ 잠열)

17) 증기속에 수분이 많을 때 

- 증기의 건조도가 저하한다. 

- 증기의 전열량 (엔탈피)이 감소한다. 

- 증기의 손실이 많아진다. 

- 증기배관 등에 무리가 오며 수격작용 (워터 해머)이 일어난다. 

- 증기배관장치가 부식된다. 

- 증기기관의 열효율이 낮아진다. 

18) 열의 전열 = 전도, 대류, 복사 

19) 열전도 전열 (고체중의 열이동) 

Q = 열전도값 - 벽의 면적 x 온도차 / 두께 

20) 열통과 (열관류) : 유체가 고체 벽을 통과하여 다른 유체에 전달되는 열량, 열관류율의 단위 kcal/m^2h℃ 

K (열관류) = 1/R (열저항) = 1/ (1/고온열)+(두께/열전도값)+(1/저온열)

21) 복사전열 : 열파장의 복사선이 전자파 형태로 방출. 흑체 복사정수는 4.88kcal/m^2hr, 절대온도의 4승에 비례한다. 

22) 열전도율 : 고체에서 열전도에 의해 열이 이동하는 비율로서 단위시간당 1m^2의 단면을 전도하는것, 다뉘 kcal/mh℃

 

출제예상문제 (오답)

1. 외부와 열의 출입이 없는 열역학적 변화 - 단열변화 

2. 물의 임계압력에서의 잠열은 몇 kcal/kg 인가? - 0 

3. 다음중 열전도율의 값이 가장 적은것은? - 글라스울 

4. 어떤 보일러에서 30℃의 급수를 엔탈피 630kcal.kg의 증기로 바꿀때 증발계수는? - 1.11

식: 증발계수 = 엔탈피 - 온도 / 539 

5. 어떤 증기를 열량계로 측정하니 엔탈피가 644.5 kcal/kg이었다. 이 증기의 건조도는? (단, 증기의 건포화엔탈피는 659.6kcal/kg, 포화수 엔탈피는 165,6kcal/kg이다.) - 0.97

식: 엔탈피 - 포화수엔탈피 / 건포화엔탈피 - 포화수 엔탈피 

6. 증기의 성질에 관한 설명 중 잘못된 것은? - 증기압력이 커지면 잠열도 증가한다. 

*증기의 압력이 커지면 잠열은 감소하고 엔탈피(전열량)는 증가한다. 

7. 압력의 단위 : mmHg, mmAq, kgr/cm^2, kgr/mm^2, N/m^2, kPa(Pa, MPa) 

8. 30마력(PS) 인 기관이 1시간 동안 행한 일량을 열량으로 환산하면 - 18,970 kcal

1[PS-h)]=632kcal , 30 x 632 = 18,970 kcal 

9. 열관류율값을 적게 하기 위한 방법으로 틀린것은? - 흡수성이 큰 보온재를 사용한다. 

*흡수성이 큰 보온재는 열관류율값을 크게 하여 열손실을 증가시킨다. 

*밀도가 크면 열관류율이 커진다. 

10. 습포화증기의 엔탈피를 구하는 식은? - 포화수 엔탈피 + 증발열 x 건조도

11. 증기의 과열도 = 과열증기온도 - 포화증기온도 

12. 물의 기화열이나 액체의 기화열은 잠열에 해당되며 온도의 변화는 없고 상태 변화만 있다. 

13. 유속이 빠른 순서 : 과열증기 > 건포화증기 > 포화증기 > 물 (일반 증기 유속 25~30m/s)