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쉽게 배우는 열역학

챕터 7: 동력 사이클동력 사이클은 열에너지를 일(Work)로 변환하여 유용한 출력을 얻는 열역학 사이클을 통칭합니다. 이 장에서는 동력 시스템의 개요를 간단히 살펴본 뒤, 실제 산업에서 널리 사용되는 랭킨 사이클, 브레이튼 사이클, 오토 사이클, 디젤 사이클, 그리고 사바테사이클을 순서대로 소개하겠습니다.1. 동력 시스템의 개요동력 시스템(Power System)은 연료(또는 기타 열원)의 화학적·열적 에너지를 기계적 일(회전력 등)로 변환하여 발전기나 구동 장치를 움직이는 구성을 갖습니다. 대표적으로 증기터빈, 가스터빈, 내연기관 등이 있으며, 이들은 각각 다른 열역학 사이클을 기반으로 동작합니다.1.1 동력 사이클의 목적고온 저장소(연소실 또는 보일러)에서 흡수한 열을 일로 최대한 전환폐열 또는 저..

쉽게 배우는 열역학

챕터 6: 열역학 제2법칙열역학 제2법칙은 에너지 변환과정에서 발생하는 비가역성과 엔트로피(Entropy)의 개념을 다루며, 열역학 제1법칙(에너지 보존 법칙)과 함께 열역학의 근간을 이룹니다. 제2법칙은 열이 스스로 저온에서 고온으로 흐를 수 없음을 선언하고, 모든 에너지 변환 과정에 본질적인 한계가 있음을 보여줍니다.1. 열역학 제2법칙의 기본 개념에너지는 보존되지만, **"어떠한 과정도 100% 효율로 열을 일로 전환할 수 없다"**는 것이 열역학 제2법칙의 핵심입니다. 다른 말로 하면, 열이 저온에서 고온으로 자발적으로 흐르지 않고, 무질서도를 나타내는 엔트로피(Entropy)가 증가하는 방향으로 자연스러운 과정이 진행된다는 것입니다.1.1 클라우지우스(Clausius)와 켈빈-플랑크(Kelvin..

쉽게 배우는 열역학

열역학 용어와 순수물질의 성질1. 열역학의 개요와 기본 용어열역학은 열과 에너지가 물질이나 환경과 어떻게 상호작용하며 변환되는지 연구하는 학문입니다. 기계공학, 화학공학, 에너지 시스템 등 여러 공학 분야에서 필수적인 역할을 합니다. 열역학을 효과적으로 공부하기 위해서는 기본적인 용어와 개념부터 이해하는 것이 중요합니다.상태함수(State function): 시스템의 특정 상태를 나타내는 물리적 특성으로, 상태의 변화량은 출발점과 도착점의 값에만 영향을 받습니다. 압력, 부피, 온도, 내부에너지, 엔탈피, 엔트로피 등이 대표적입니다.경로함수(Path Function): 상태가 변화하는 과정에 따라 달라지는 특성으로, 열(Heat)과 일(Work)이 대표적입니다. 같은 상태 변화를 겪더라도 경로에 따라 값..

쉽게 배우는 열역학

열역학 기초 개념1. 열역학이란?열역학(Thermodynamics)은 에너지와 물질의 상호작용을 연구하는 학문으로, 기계공학, 화학공학, 공조냉동 등 다양한 공학 분야에서 필수적으로 활용된다. 주로 열(heat)과 일(work)의 개념을 중심으로 에너지가 어떻게 전달되고 변환되는지를 다룬다. 열역학은 시스템과 주변 환경 간의 에너지 흐름을 분석하여 다양한 공학적 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 한다.2. 열역학 시스템과 계의 구분2.1 열역학 시스템이란?열역학 시스템은 연구 대상이 되는 물리적 공간이나 물질을 의미하며, 주변(environment)과 구분되는 경계(boundary)를 가진다. 시스템의 유형에 따라 물질과 에너지 교환 방식이 달라진다.2.2 계의 종류밀폐계(Closed System):물질..