[가스설비] 제1장 기체의 성질(단위, 온도, 압력)

 안녕하세요. 여러분, 미루고 미뤄왔던 가스기사에 대한 포스팅을 시작하려고 합니다. 이제 긴호흡으로 주욱 달려볼텐데요.  개인적으로 가스기사는 수험서만 가지고 준비하기에는 다소 부족하고다고 느꼈습니다. 그래서 수험서로 공부하시면서 고법, 도법, 액법의 3가지 법령과 KGS Code를 곁들이는 방법을 추천드립니다.

 먼저, 가스기사 필기 5과목 중 '가스설비'  과목을 알아보겠는데요.  '가스설비'는 실기시험에서도 그 출제 비중이 높아 60점만 넘는다는 생각은 지양하고, 가능한 최고 득점을 목표로 공부하는 것을 추천드립니다.(그래도 고득점은 힘들건데, 고득점일수록 실기통과 확률이 올라갑니다.)

 아울러 가스기사 시험 자체가 암기량이 아주 많은 시험이라 자주 보고 또 보고 해야하는데, 잠깐 잠깐 시간이 되실때 가볍게 활용하기 좋은 포스팅을 해보는 것이 목표가 되겠습니다. 꼭 암기해야 하는 부분과 저만의 필살 암기법을 종종 넣을 예정이니, 합격하시는데 조금이나마 보탬이 되었으면 좋겠습니다. 자! 시작하겠습니다.

 

2023.07.03 - [가스기사/가스설비] - [가스설비] 제1장 기체의 성질(고압가스의 종류 및 분류)

[가스설비] 제1장 기체의 성질(고압가스의 종류 및 분류)

 

2. 열역학 기초

가. 단위(Unit)

• 절대단위와 공학단위(중력단위)
  • 절대단위: 단위 기본량을 질량, 길이, 시간으로 하여 이들의 단위를 사용하여 유도된 단위
  • 공학단위: 공학단위(중력단위): 질량 대신 중량을 사용한 단위
• 힘(Force): 물체의 정지 또는 일정한 운동 상태로 변화를 가져오는 힘의 주체이다.
  • SI 단위: 질량 1kg의 물체가 1m/s^2의 가속도를 받았을 때의 힘으로 N(Newton)으로 표시한다.
  • 공학단위: 질량 1kg인 물체가 9.8m/s^2의 가속도를 받았을 때의 힘으로 kgf로 표시한다.

▷ 1kgf = 1kg*9.8m/s^2 = 9.8kg*m/s^2 = 9.8N

• 일(Work): 물체에 힘 F가 작용하여 길이 L만큼 이동시킬 때 이루어지는 것
  • 일(W) = 힘(F) * 길이(L) = 1J
• 에너지(Energy): 일을 할 수 있는 능력을 말하며, 외부에너지와 내부에너지, 열 에너지 등 종류는 다양하다.

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 먼저 에너지를 그 본질에 따라 분류하면 외부에너지, 내부에너지, 열에너지, 기계적 에너지, 화학에너지, 핵 에너지 등으로 나눠진다. 이들 에너지는 각기 특성을 지니고 있을 뿐만 아니라 서로 변환(Conversion)되면서 우리의 실생활에 필요한 열과 전기적, 기계적 에너지를 공급한다.

 외부에너지는 물체의 운동 및 위치와 관계되는 에너지로 운동에너지와 위치에너지로 구성되어 있다. 임의의 속도로 움직이고 있는 물체는 다른 물체에 힘을 미쳐서 일을 할 수 있는 운동에너지(E=1/2mv^2)를 가진다. 또 높은 곳에 있는 물체는 그 높이에 상응하는 위치에너지(E=mgh)를 가지고 있고, 이 물체가 지상으로 낙하하는 경우 높이가 점점 줄어들면서 우치에너지는 감소하는 반면 운동에너지는 증가한다. 내부에너지는 물체 및 어떤 계(System)를 구성하는 분자들의 에너지를 말한다. 밀폐된 용기(계)내에 들어 있는 공기에 대하여 외부에서 열을 가하면, 공기분자들의 운동에너지를 증가시켜 결국 계의 온도가 상승한다. 이 경우 가해진 열에너지는 계내 공기의 내부에너지로 변환되면서 온도를 상승시키는 결과를 나타낸다. 또 온수로 난방을 하는 경우를 생각해 보면, 온수의 내부에너지는 열에너지로 변형되어 물에서 방안의 공기로 이동되고, 전달된 열은 공기의 내부에너지를 증가시키는데 쓰여 결국 실내 온도는 상승한다.

출처 : 에너지코리아뉴스(http://www.energykorea.co.kr)

 

• 동력: 단위시간당 이루어진 일의 양으로서 일률이라고도 한다.
  • SI단위: W = 1J / S
  • 공학단위
    1. 1PS = 75kgf * m / s
    2. 1kW = 102kgf * m / s = (102kgf * m / s * (1 / 427 kcal/kgf * m ) * (3600 s / h)) = 860kcal / h
    3. 1HP = 76kgf * m / s

 

나. 온도(Temperature)

• 섭씨온도: 표준대기압 하에서 물의 어는점을 0℃, 비점을 100℃로 정하고, 그 사이를 100 등분하여 하나의 눈금을 1℃로 표시하는 온도이다. 
• 화씨온도: 표준대기압 하에서 물의 빙점을 32℉, 비점을 212℉로 정하고, 그 사이를 180등분하여 하나의 눈금을 1℉로 표시하는 온도이다.

섭씨온도와 화씨온도와의 관계(★★★필수암기★★★)

> 암기법: 개인적으로 2번째 공식을 외우는 편입니다.  첫번째 공식은 '아~ 5/9 및 9/5 라는 숫자가 이래서 나왔구나~' 하고 넘기시는 정도로 끝냅니다. 또한, 9/5 인지 5/9인지 암기하다 보면 헷갈리는데  ℉가 ℃보다 같은 온도이더라도 숫자가 더 크다는 것을 상기합니다. 그래서 9/5를 쓰고, 32를 더해줍니다. 9/5와 32 정도만 외우도록 합시다.

• 절대온도

 

절대온도의 특징 ★★★

1. 물질의 특이성에 의존하지 않고, 눈금을 정의 2. 온도의 SI 단위이다. 3. 단위는 켈빈(Kelvin, K)이며, 반드시 대문자로 쓴다. 4. 다른 온도 단위와 다르게 두 기준점을 필요로 하지 않아 ˚표시를 붙이지 않는다.

 

 

다. 압력(Pressure) 필수암기 ★★★

• 표준대기압(Atmospheric): 기압의 표준값으로 취하는 수치. 

> 암기법: 위 나열된 표준대기압은 순서대로 외우시는 것을 추천드립니다. 760mmHg 과 10.332mAq는 토리첼리의 실험으로 익숙하실것이기 때문에 이것부터 출발합니다. 다음으로 10.332mAq는 10332mmAq입니다. 그럼 kgf/㎥과 숫자과 같아지고, 이것을 kgf/㎠단위로 숫자를 바꿔주는 형식으로 순서대로 외우면 암기에 도움이 됩니다.

 

• 게이지 압력: 압력계로 측정한 압력으로, 계기압력이라고도 부른다. 게이지압력은 대기압을 기준으로 했을 때 그 이상의 압력을 의미하며 대기압은 게이지압력으로 0이다.
• 진공압력: 진공계로 측정합 압력으로, 진공게이지압력이라고도 부른다. 진공압은 게이지압력과는 반대로 대기압을 기준으로 그 이하의 압력을 의미하며 (-)압력이기 때문에 부압이라고도 부른다.
  • 진공도(%) = (진공압력 / 대기압) × 100

 

• 절대압력: 진공도 100%인 완전진공을 기준으로 측정한 압력을 말한다.
  • 절대압력=대기압+게이지압력=대기압-진공압력

★ 대기압, 계기압력, 진공압력, 절대압력 참 헷갈리는데요. 그림으로 표현해 놨으니 참고바래요. 별표를 보세요. 계기압력은 대기압으로 부터 양(+)의 방향으로, 진공압력은 대기압 기준으로 음(-)의 방향이며, 절대압은 진공기준입니다!!!