열역학 상태량, 이상기체, 수증기와냉매의 기초 정리

1. 열역학 상태량

1) 강도성 상태량(Insensive Property)

• 상태량 중에서 물질의 양에 따라 변하지 않는 양.
• 즉, 물질의 크기에 관계없이 물질의 강도면을 고려한 물성치.
• 예) 온도, 압력, 비내부에너지, 높이 등

2) 종량성 상태량(Extensive Property)

• 물질의 양에 따라서 변하는 양
• 예) 체적, 내부에너지, 엔탈피, 엔트로피 등

 

2. 이상기체

1) 이상기체 또는 완전가스

-> 분자간에 거리가 멀고 분자간에 작용하는 분자력과 분자의 크기를 무시할 수 있는 기체.

• 실존가스가 갖는 성질을 이상화한 가상의 가스
• 보일-샤를 법칙을 만족하는 기체. 즉 완전가스 상태식을 만족하는 기체 ** PV=RT, PV=mRT
• 보통 압력 및 온도하에서 취급이 가능 기체. (공기, 수소, 질소, 산소, 이산화탄소 등)
• 과열도가 높은 증기 (저온고압에서 만족하지 못함) : 고온 저압에서 취급

2) 실제가스

-> 분자간에 거리가 가깝고 분자의 크기나 분자간에 작용하는 분자력을 무시할 수 없는 기체

• 수증기, 암모니아, 프레온 등
• 아보가드로 법칙 : 동일한 압력과 온도 하에서 일정체적 내 기체의 분자수는 기체의 종류에 관계없이 일정하다.

3) 내부에너지, 엔탈피, 엔트로피

• 내부에너지 (등적가열량) : 일정한 체적하에서 1kg의 물체를 1도만큼 높이는데 필요한 열량.
• 엔탈피 (등압가열량) : 일정한 압력하에서 1kg의 물체를 1도만큼 높이는데 필요한 열량.
• 엔트로피 : 자연현상의 방량성을 나타낸 것. 엔트로피의 변화량은 어떤 물질이 상태변화할 때 변화하는 열량을 물질의 온도로 나눈 값으로 나타냄.

 

3. 수증기와 냉매

• 건물내에서 에너지 이송에 사용되는 증기는 이상기체가 아니므로 증기표를 이용한다.
• 증기표 : 증발과정에서 각 상태의 열역할적 상태량을 계측하고, 유도식에서 계산하여 도표화한 것.

1) 포화증기표

• 포화액 및 건포화증기의 포화온도, 압력, 비체적, 증발열, 엔탈피, 엔트로피 등의 여러 성질을 나타낸 표

물의 T-S 선도

2) 과열증기표

• 과열의 성질을 나타낸 표

냉매의 P-h선도