이상기체 상태방정식

소방기술사 시험에 간혹 출제되는 열역학 분야 중

명확히 알고 있으면 합격 기준점수 정도는 획득이 가능한 

이상기체 상태방정식 관련 내용입니다.

 

혹시나 공조냉동기술사 준비하시는 분이시라면 

이상기체 상태방정식은 거의 2회에 한번은 출제되는 가장 기본 문제입니다.

소방기술사 공부할 때 정리하였던 내용보다

공조기술사 준비하며 정리한 내용이 조금 더 답안지 형식으로 정리가 잘되어 

해당 내용 기준으로 정리하였습니다.

이상기체 방정식은 고등학교 때부터 나왔던거 같은 데 볼 때마다 새롭더라구요. 

혹시나 내용이 글 읽으시는 분의 기준이랑 맞지 않으시더라도 너그러이 이해 부탁드립니다.

● 이상기체(Ideal Gas, Perfect Gas) 정의

1. 분자간 인력과 부피가 없는 기체

2. 완전탄성체

● 이상기체 조건

1. 줄의 법칙을 만족할 것.

      ※ 줄의 법칙(Joule's Law) : "내부에너지(u)와 엔탈피(h)는 온도(T)만의 함수이다."

2. 온도변화에도 일정한 비열을 가질 것

3. 보일-샤를의 법칙을 만족할 것.

● 이상기체로 간주할 수 있는 경우 (매우 중요)

1. 공기를 구성하는 기체분자의 부피가 공기전체의 부피에 비해 작을 것.

2. 분자간에 인력이 운동에너지에 비해 작을 것.

3. 즉, 온도가 높고 압력이 낮을 때

● 이상기체 상태방정식

- PV = mRT   →   Pv = RT   →  P = ρRT 

● 기체상수 

오랜만에 보시면 아 그게 머였더라 하는 것이죠.

복기차원에서 올려봅니다. 저도 6개월뒤면 까먹을 듯 합니다.

1. 일반기체상수 (Ru, R) = 8,314 J/kmol.K  :  단위가 kmol 기준입니다.

                            -> 기체 종류와 상관없는 동일한 값을 가지는 상수입니다.

2. 특정기체상수 (R)  = 8,314 / M(분자량) J/kg.K : 단위가 kg 기준입니다.

                            -> 기체 종류에 따른 각각의 상수값입니다.

                            -> ex) 공기의 R :8314 / 28.96(공기분자량) = 287.06 J/kg.K,

                                      수증기의 R : 8,314 / 18(수증기분자량) = 461.91 J/kg.K

소방기술사 준비하시는 분들은 위의 정도까지 기본으로 가져가시면 될 듯합니다.

기계공학 전공자분이나 열역학을 어느정도 공부하셨던 분이라면

첨부 서브노트 형식에 정리된 이상기체 관련 기초식과 완전가스 일반에너지식 까지  공부하시면

그내용 자체는 어렵지 않으므로

간혹 소방기술사에 열역학 관련 문제들이 나올 때 남들과 차별되는 답안지 작성이 가능할 듯 합니다.

절대 비전공자 분이 이상기체 관련 기초식과 완전가스 일반에너지식 까지의 공부를 절대 추천드리진 않습니다.

해당식들 이해하시며 답안지 응용하여 작성하기까지 걸리는 시간이 많이 투입되므로

위의 사항 공부하실 시간에 다른 과목 조금더 암기하시는 것을 추천드립니다.

 

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공부방법 문의가 종종 있어,

향후 기계공학과 전공한 사람 기준으로 공부방법도 정리예정이며

위의 작성예정 공부방법에도 쓸 내용인데

직장을 다니며 한정된 시간에 공부하시는 분들은

괜히 본인이 전공분야가 아닌 다른분야 이해하시기 위해 시간투자하는 것은 추천드리지 않습니다.

 

저도 전기관련부분이 약하여 유투브 등을 보면 이해하려고 하였으나

해당분야의 이해가 깊지 않아 동영상을 볼때는 이해가 되었는데

결구 답안지 작성에 까지 이해한부분을 서술하지는 못하였고 그냥 외웠던 부분만 적었습니다. ㅜㅜ

마지막으로 역시 위의 사항 답안지 형식으로 정리한 서브노트 첨부합니다.

한번만 이해하시고 암기량이 많지 않으니 모두모두 외워봅시다!

이상기체 정리.pdf

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