진 주 산 업 대 학 교 기 계 공 학 과 열 역 학

3-1 기본 상태량 3-2 완전가스의 상태 방정식 3-3 일반 기체 상수 3-4 완전가스에서의 Cp와 Cv의 관계식 3-5 완전가스의 상태 변화 3-6 기체의 혼합

## 기체의 종류 ## 완전가스 가스 : 쉽게 액화되지 않는 기체(공기, 산소, 수소, 질소, 이산화탄소~) 증기 : 쉽게 증발 또는 액화가 일으나는 기체(증기원동소의 수증기, 냉동기의 냉매~) ## 완전가스 : 분자간 분자력이 작용하지 않으며, 분자의 크기도 무시할 수 있다는 가정 하에서 상태식을 따르는 기체. : 실제기체는 고온(분자들의 운동에너지가 크다), 저압(분자들 사이의 거리가 멀다)에 놓여있는 경우 이상기체로 간주 할 수 있다. 따라서 공기, 산소, 수소, 질소, 이산화탄소~등은 완전가스로 다룰 수 있음.

3-1 기본 상태량(P,V,T) = 이상기체(ideal gas) : 완전가스의 상태방정식(pv=RT)을 만족 시키는 가스 (1) 보일의 법칙 (=등온법칙 :T=C) : 기체의 온도가 일정할 때 기체의 비체적은 압력에 반비례 한다. P V (=) --- 비례상수 C

3-1 기본 상태량(P,V,T) (2) 샤를의 법칙 (=정압법칙 :P=C) T : 기체의 압력이 일정할 때 기체의 비체적은 절대온도에 비례 한다. T V

3-1 기본 상태량(P,V,T) (3) 보일-샤를의 법칙 : 기체의 비체적은 압력에 반비례 하고 절대온도에 비례한다

3-2 완전가스의 상태 방정식 이라 두자, 단 R: 기체상수 공기의 경우 참고) 단위 암기 완전가스의 상태방정식 여기서

3-3 일반 기체 상수(공통기체상수): 1kmol의 기체는 동일 온도.압력에서 동일체적을 갖는다. 즉, 표준상태(0℃, 760mmHg)에서 22.414m³의 체적을 차지한다. 암기 기체상수가 주어지지 않았을 때 구하는 공식 [ 과제 ] m: 분자량(상대적인 질량: 단위없음) , ## 몰질량 : (kg/kmol, g/mol) 참고) H(1), H2(2), C(12), O(16), O2(32), N2(28),----- Ex) 탄산 가스의 CO2의 기체상수 R은? CO2의 분자량 m=12+32=44

3-4 완전가스에서의 Cp와 Cv의 관계식 ## 열역학 제 1법칙의 미분형 대입 비열비 내부에너지 엔탈피 미분공식 암기

3-5 완전가스의 상태 변화 (1) 가역변화 정적변화(v=C) 정압변화(P=C) 등온변화(T=C) 단열변화(pvk=C) 3-5 완전가스의 상태 변화 (1) 가역변화 정적변화(v=C) 정압변화(P=C) 등온변화(T=C) 단열변화(pvk=C) 폴리트로픽변화(pvn=C) 일반식 (2) 비가역변화 교축변화(=조름팽창) -- 등엔탈피변화(h=C) 비가역단열변화 가스의 혼합

보일-샤를의 법칙 <1> 정적변화 (1) 절대일 (2) 공업일 (3) 내부에너지 양변적분 체적일정

정적변화일때 “가열량은 내부에너지의 변화와 같다.” (4) 엔탈피 양변적분 체적일정 (5) 열량 양변적분 정적변화일때 “가열량은 내부에너지의 변화와 같다.”

<2> 정압변화 (1) 절대일 (2) 공업일 (3) 내부에너지 양변적분 압력일정

정압변화일때 “가열량은 엔탈피의 변화와 같다.” (4) 엔탈피 양변적분 압력일정 (5) 열량 양변적분 정압변화일때 “가열량은 엔탈피의 변화와 같다.”

<3> 등온변화 (1) 절대일 (2) 공업일

Jouel’s law (3) 내부에너지 등온변화일때 “내부에너지의 변화 없다.” (4) 엔탈피 양변적분 등온변화일때 “내부에너지의 변화 없다.” (4) 엔탈피 Jouel’s law 양변적분 등온변화일때 “엔탈의 변화 없다.” (5) 열량 양변적분 등온변화일때 “가열량=절대일=공업일”

<4> 단열변화 (1) 절대일 (2) 공업일 단열지수관계는 암기 관계식으로 미지수 알아냄 양변적분 양변적분 암기 양변적분 양변적분 암기 암기

(3) 내부에너지 (4) 엔탈피 양변적분 양변적분 (5) 열량

<5> 폴리트로픽 (Poly-tropic) 변화 ~ 폴리트로픽 지수(n)의 범위를 1<n <k로 취하면서 상태변화에 오차가 발생하는 경우와 지금까지 다룬 모든 상태변화를 포함시켜 주는 임의의 상태변화를 말함 암기 폴리트로픽 지수관계는 (1) 절대일 (2) 공업일 대입 대입 관계식에서 관계식에서 암기 암기

[참고] 외우기 대입 단열변화 폴리트로픽 변화

(3) 내부에너지 (4) 엔탈피 양변적분 양변적분 [참고] 폴리트로픽 변화 앞 [참고]

(5) 열량 폴리트로픽 비열 : Cn 대입 앞 [참고] 앞 [참고] 대입 암기

[참고] 외우기 에서 압 온 열 적 n Cn 1 k ∞ CP Cv

**** 정리 <1> 정적 <2> 정압 <3> 등온 <4> 단열 <5> 폴리트로픽

< 상태변화-선도의 윤곽 > P-V 선도 T-S 선도 대수선도 P V T S lnP lnv 적 압 온 열 폴 폴 열

3-6 가스의 혼합 (1) 달톤(Dolton)의 분압법칙 (2) 혼합가스의 비중량 : 혼합가스의 압력은 성분가스의 분압의 3-6 가스의 혼합 (1) 달톤(Dolton)의 분압법칙 (2) 혼합가스의 비중량 : 혼합가스의 압력은 성분가스의 분압의 합과 같다. 분압 전체압력

(3) 혼합가스의 비열 (4) 혼합가스의 기체상수

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