열역학 용어, 열역학 주요 용어

(2023-08-20)

Heat Exchanger, 열 교환기, Heat Reservoir, 열 저장고, 열 저장소, Working Fluid, 작동 유체, Thermal Efficiency, 열 효율, Refrigerator, 냉동기, 줄 톰슨 효과


1. 열역학 용어열역학적 계 (系, Thermodynamics System)
     - 열역학적 연구 대상이 되는 공간이나 물질의 영역
     - 구분
        . (관심 대상 영역에 따라)  우주 = 계 + (경계) + 주위
        . (에너지,질량 이동 여부에 따라)  고립계 밀폐계 개방계
           .. (계의 경계에서 주위와, `물질` 및 `에너지`를 교환하는지 여부에 따라, 구분됨)

  ㅇ 열역학적 상태 (Thermodynamic State)  :  열역학적 계의 거시적 성질
     - 크기 (extensive) 성질 : 종량적 상태량
     - 세기 (intensity) 성질 : 강성적 상태량열역학적 평형 상태 (Thermodynamic Equilibrium)
     - 시간에 따라 변하지 않고, 흐름도 없음
     - 평형의 종류 : 열적 평형, 역학적 평형, 상 평형, 화학적 평형

  ㅇ 열 저장고 (Heat Reservoir)
     - 열용량이 매우 커서, 을 조금 잃거나 얻더라도 온도 변화가 없는 저장체

  ㅇ 사이클 (Cycle) / 순환 과정 (Cyclic Process)
     - 여러 상태를 거쳐 처음 상태로 다시 되돌아오는 순환 과정 
        . 例) 카르노 사이클, 랭킨 사이클 등
     - 사이클 장치 例) 열 기관, 냉동기, 열 펌프 등

  ㅇ 카르노 사이클 (Carnot Cycle)
     - 완전히 가역적열기관 사이클 (가설적,이상적)

  ㅇ 폴리트로픽 과정 (Polytropic Process)
     -  P Vn = 일정

  ㅇ 랭킨 사이클 (Rankine Cycle)
     - 열에서 축 일로 변환시키는 순환 과정

  ㅇ 열 교환기 (Heat Exchanger)
     - 광의로는 열의 이동이 일어나는 보일러,냉각기,응축기 등 모두를 포함하나, 
     - 주로, 열의 회수가 일어나는 부분을 열 교환기라고 함

  ㅇ 열 기관 (Heat Engine)
     - 로 변환시키는 장치

  ㅇ 작동 유체 (Working Fluid)
     - 열역학 사이클 동안에, 을 흡수하고 이를 방출하는 유체

  ㅇ 열 효율 (Thermal Efficiency)
     -  입력이  출력으로 변환된 비율
        . 열 기관의 성능 척도
     - 열 효율 = (순 일 출력) / (총 열 입력)
     - 열 효율 例)
        . 불꽃 점화 자동차 엔진 : 약 25%
        . 디젤 엔진, 대형 가스 터빈 : 약 40%
        . 대형 가스 증기 복합 원동소 : 약 60%

  ㅇ 줄-톰슨 효과 (Joule-Thomson effect)
     - 기체가 팽창할 때의 냉각 효과
        . 기체를 강하게 압축하여 분출시키면 온도를 극적으로 내려서 기체액화가 가능

  ㅇ 냉동기 (Refrigerator)
     - 낮은 온도의 물체에서 높은 온도의 물체로 열전달을 하는, 사이클 장치
     - 구성 요소 : 압축기, 응축기, 팽창 밸브, 증발기
     - 냉동 사이클
        . 증기 압축식 냉동 사이클 : 냉매의 증발,응축이 교대로 일어나며, 증기 상태압축됨
        . 기체 냉동 사이클 등
     - 냉동 사이클에 사용되는 작동 유체 : 냉매 (refrigerant)

  ㅇ 열역학적 일의 생산 및 소비 장치 例)
     - 일 생산 장치 例) : 자동차 엔진. 가스 터빈, 증기 터빈 등
     - 일 소비 장치 例) : 압축기, 팬, 펌프 등

  ㅇ 열 펌프 (Heat Pump)
     - 낮은 온도에서 열을 흡수하여, 높은 온도에서 열을 방출하는 기기
        . 냉방, 난방 등에 사용됨

열역학
   1. 열 역학   2. 열역학 용어   3. 사이클  


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