하늘 보면서 살자구요

복합 상의 경우, 평형상태이며 반응이 없을 때 계의 '세기 성질' 상태는 상률(phase rule)으로 결정된다. $F = 2 - \pi + N$ $\pi$: 상의 개수, $N$: 화학종의 수 상(phase)이란, 물질의 균질한 부분을 말하며 굳이 연속적일 필요는 없다. 세기 변수들은 계의 크기 및 개별적인 상의 크기와는 무관하다. 최소 자유도 F는 0이고, 이때 계는 불변(invariant)하다고 말한다. 상률의 변수로는 온도, 압력, 상의 조성이 있다. 1. 실험을 통해 그래프를 분석하고, 표를 참고한다. 단일 상에 대하여 P, V, T의 3가지 중 하나에 대하여 2개의 함수로 풀 수 있다. $dV = (\frac{\partial V}{\partial T})_{P}dT + (\frac{\partial..

First Law of Thermodynamics (에너지 보존 법칙) - The total quantity of energy is constant and when energy disappears in one form, it appears simultaneously in another form. (에너지는 사라지지 않고 전환되며, 에너지의 총량은 일정하다) $\Delta E_{sys} + \Delta E_{surr} = 0$ For a closed system, $\Delta U + \Delta E_{k} + \Delta E_{p} = W + Q$ 내부에너지, 역학적 에너지, 포텐셜 에너지로 계에 저장된 에너지는 일과 열을 통해 계와 주위를 이동한다. · 고립계: 계와 주위에 대하여 물질, 에너지 모두 ..

화학적 에너지는 열이나 일로 전환될 수 있으며 이는 열역학으로써 설명가능하다. 열역학은 이외에도 상평형이나 공정의 효율, 반응 예측 및 물리적 성질을 설명할 수 있다. 용어정리 크기와 양에 대한 측정 질량 m 비중 $V^{t}/m$ 몰수 n 몰 부피 $V^{t}/n$ 전체 부피 $V^{t}$ 전체 부피 시스템의 크기 전체 부피는 크기 성질이고, 일반 부피는 세기 성질이다. 비슷하게 비중이나 몰 부피, 압력 및 온도도 세기 성질이다. 압력 · 절대 압력 = 계기 압력 + 대기 압력 (absolute P = gauge P + barometric P) · 1 torr = 133.322 Pa (수은이 표준 중력장, 0℃ 하에 1mm 높이에 해당하는 압력) · 1 atm = 101.325 kPa (해수면에서 측정..

(Rate of momentum Accumulation) = (Rate of momentum entering) - (Rate of momentum leaving) + (sum of Forces acting on the system) 운동량은 $F_{sys} = \frac{d}{dt}(mv)_{sys} = \frac{dP_{sys}}{dt}$로 표현된다. 이를 Reynolds 수송정리에 따라 검사체적에 관한 식으로 바꾸면 다음과 같다. (선형 운동량 방정식) $F_{CV} = \frac{\partial P_{CV}}{\partial t} + \dot{P}_{out} - \dot{P}_{in}$ $\displaystyle F_{CV} = \frac{\partial}{\partial t}\Big(\int_{C..

유체의 흐름에 대한 식은 미분방정식으로 풀이되므로 적분 시 경계 조건에 유의해야 한다. Rate of accumulation = rate of Input - rate of Output + rate of (generation - consumption) $Flux = \frac{quantity}{(area)×(time)}$ 기본식을 물질(질량) 수지에 대해 미분방정식을 세우면 다음과 같이 정리된다. (연속방정식) $\frac{\partial \rho}{\partial t} = -\Big[ \frac{\partial (\rho u)}{\partial x} + \frac{\partial (\rho v)}{\partial y} + \frac{\partial (\rho w)}{\partial z}\Big] = -(..

흐르는 유체의 거동은 벽의 영향의 유무에 따라 크게 달라진다. 이상유체의 경우 비압축성이고 점도가 0이다. 흐름 중에 순환이나 작은 와류(eddy)가 생기지 않아 irrotational flow라고도 한다. 마찰이 생기지 않아 기계적 에너지가 열로 손실되지 않는다. 일반 유체의 경우 유속이 아주 작고 점도가 크지 않다면, 경계벽의 영향은 인접한 경계층에서만 일어나고 그 외의 부분은 퍼텐셜 흐름이 된다. 하지만 일부 실제 흐름의 경우 유로 전체를 경계층이 차지할 수도 있다. 층류에서는 속력이 빠를수록 경계층 영역도 커진다. 경계층에 대하여 inertia force(관성력) $\rho u^{2} >> \mu u/D$ Viscous force(접착력)이라면 난류(Turbulent flow)가 형성된다. 그 기..

유체는 응집력의 차이로 고체와 달리 탄성 대신 점성이라는 성질을 가진다. 압력에 따른 밀도변화가 있다면 기체로, 없다면 액체로 구분할 수 있다. 유체는 움직임 단위가 각 분자의 부피보다 크고, 관보다는 작을 때 연속체라 가정한다. 즉, 무질서한 운동이 아닌, 평균적인 거동으로 해석할 수 있는 상태를 말한다. 유체에서는 유체 표면에 수직으로 작용하는 수직응력(normal stress(tensile, compressive 등))과 표면과 평행하게 작용하는 전단응력(shearing stress)의 힘으로 나눌 수 있다. 유체 정역학에서는 흐름이 없기 때문에 tensile 과 shearing force는 없다. 흐름이 있는 유체의 경우 관 가까이에서는 접착력에 의해 속력이 0인 no-slip condition이..

차원해석을 통해 변수들 사이의 관계를 단순한 식으로 나타낼 수 있다. 기본적으로 모든 식은 양 변의 단위(차원)가 동일한 '차원 동일성'(차원 균일식)을 지킨다. 따라서 양 변을 적절히 정리하면, 우변을 상수로 즉, 무차원수들의 관계식으로 나타낼 수 있게 된다. 이렇게 식을 정리하면 변수의 수가 획기적으로 줄어들게 된다. 각 변수를 무차원항으로 모았기 때문에 무차원항 자체를 변수로 생각한다. Buckingham 파이 정리에 따르면 일반적으로 서로 독립적인 n개의 물리적 변수 사이의 관계식은 무차원변수가 r개이고, 기본차원(M, L, T 등)의 최소 개수가 k개일 때 r=n-k의 무차원수들 사이의 관계식으로 나타낼 수 있다. Buckingham 파이 정리에 따라 무차원수를 구할 때 반복변수법을 주로 사용한..