수강신청

  • 수강신청
  • 수강규정(평가기준)
  • 수강후기
  • 장바구니
  • 학습설계신청

유니와이즈 원격평생교육원

고객센터 icon

02·2149· 0803
0804

상담시간
평일 10:00 ~ 17:30
점심 13:00 ~ 14:00
(주말 및 공휴일은 휴무입니다.)



수강신청

HOME > 수강신청 > 수강신청

열역학 Ⅰ

정명신

교수프로필 보기

학습과목명 열역학 Ⅰ
수강신청 2022-06-14 ~ 2022-07-11
교육기간 2022-07-12 ~ 2022-10-24(중간/기말고사 포함)
학점 3학점
수강료 250,000 원
샘플강의 샘플강의

학습과목정보

학습 과목명 열역학 Ⅰ
운영 교수명 정명신
년도 / 학기 2022년 2 - 2학기
학점 / 이수시간 3학점 / 45시간

수업목표

열역학의 기본 이론을 학습하고, 열과 유체의 물리적 성질과 이동 과정 및 역학적 상태량을 수치적으로 해석할 수 있는 능력을 길러 열역학 전공 분야에 쉽게 접근할 수 있는 능력을 습득한다. 본 교과에서는 열역학의 개념과 용어, 물질의 성질, 에너지, 일과 열전달, 순수물질의 열역학적 상태량, 열역학 제1법칙, 열역학 제2법칙, 기체의 압축, 증기, 증기원동소 사이클, 내연기관 사이클, 냉동 사이클, 가스 및 증기의 흐름, 연소와 전열, 열역학적 해석, 상태량, 미시적 열역학의 소개 및 신에너지 시스템 등의 기초 이론을 학습한다. 이 과정을 통하여 열, 열의 이동, 동력을 바탕으로 하는 공학 분야에서 효과적으로 이용할 수 있는 능력을 배양할 수 있다.
열과 일의 개념, 이상기체의 상태 변화, 순수 물질의 열역학적 성질과 증기선도, 순수 물질의 상태 변화, 열역학적 상태량 선도, 유동계 및 비유동계에 관한 이상기체 및 실제 가스에 대한 열역학 이론과 열역학 제1법칙과 열역학 제2법칙의 이론과 응용에 관한 사항을 다루고, 엔트로피의 성질, 엔트로피의 변화, 엔트로피 증가 원리, 정상류 장치의 단열 효율 등에 관한 이론과 개방계에 대한 제2법칙, 카르노 사이클, 계의 열역학 제2법칙 해석 이론을 강의한다.

평가 및 수료기준

중간고사 기말고사 토론 쪽지시험 참여 과제 출석
20% 20% 10% 10% 5% 20% 15% 100%
※ 총점 60점 이상, 출석률 80% 이상 충족 시 수료

평가기간

  • -중간고사 : 2022-08-30 ~ 2022-09-02
  • -기말고사 : 2022-10-18 ~ 2022-10-21
  • -쪽지시험 : 2022-09-27 ~ 2022-09-30
  • -과제물 : 2022-09-13 ~ 2022-09-17
  • -토론 : 2022-08-09 ~ 2022-08-12
  • 성적 이의 신청기간

  • -중간고사 이의 신청기간 : 2022-09-13 ~ 2022-09-14
  • -기말고사 이의 신청기간 : 2022-10-28 ~ 2022-10-29
  • -성적 이의 신청기간 : 2022-10-28 ~ 2022-10-29
  • 강의목차

    주차 수강기간 차시별 강의내용 수업방법
    1주차 2022-07-12 ~
    2022-07-25

    1차시:서론

    • 강의주제 : 서론
    • 세부내용 :

      - 열역학을 공부하는 동안 많이 접하게 되는 증기 동력 발전소, 연료 전지, 증기 압축 냉동기, 열전 냉도기, 터빈 및 로켓 엔진, 공기 분리 장치 등에서 일어나는 과정을 간략하게 다룬다.

    2차시:검사체적과 단위 (1)

    • 강의주제 : 검사체적과 단위 (1)
    • 세부내용 :

      - 물질 주위에 검사 체적을 정의
      - 도시적 표현 방법 및 질량의 저장 위치 식별, 검사면을 통과하는 질량과 에너지의 식별
      - 상태량 와 각 단위의 이해
      - 에너지가 운동, 위치, 분자 내부 에너지로 저장됨을 이해
      - 에너지는 전달될 수 있다.

    [원격]
    2주차 2022-07-19 ~
    2022-08-01

    1차시:검사체적과 단위 (2)

    • 강의주제 : 검사체적과 단위 (2)
    • 세부내용 :

      - 강성적 상태량(비체적과 밀도)과 종량적 상태량(부피와 질량)의 차이를 이해한다
      - 주어진 시스템에 대한 힘의 균형을 적용하여 압력 와의 관계를 이해.
      - 상대 (계기) 압력과 절대 압력 의 차이를 이해한다.
      - 마노미터와 기압계의 장동원리 고찰
      - 높이 H에서 ⊿P나 P 를 계산한다.

    2차시:검사체적과 단위 (3)

    • 강의주제 : 검사체적과 단위 (3)
    • 세부내용 :

      - 온도의 정의를 이해한다.
      - 열역학 제0법칙을 학습한다.
      - 일반 온도 척도와 절대 온도 척도를 소개
      - 공학적인 응용을 살펴본다.

    [원격]
    3주차 2022-07-26 ~
    2022-08-08

    1차시:순수 물질의 상태량 (1)

    • 강의주제 : 순수 물질의 상태량 (1)
    • 세부내용 :

      - 상에 대한 이해 및 상태와 상변화에 대한 부호를 이해한다.
      - 주어진 (T,P)상태에 대한 상의 결정
      - 상태의 임계점에 대한 상대적 위치
      - 순수 물질의 독립 상태량

    2차시:순수 물질의 상태량 (2)

    • 강의주제 : 순수 물질의 상태량 (2)
    • 세부내용 :

      - 열역학 표에서 (T,P), (T,v), (P,v) 에 대한 상태의 결정을 학습한다.
      - 열역학표와 (T,P)선도, (T,v)선도, (P,v)선도의 관계를 이해한다.
      - 2상 영역에서 상태량의 결정 및 건도 의 사용을 학습한다.
      - (T,P,v,x)의 임의 조합으로 상태의 결정 및 선형 보간

    [원격]
    4주차 2022-08-02 ~
    2022-08-15

    1차시:순수 물질의 상태량 (3)

    • 강의주제 : 순수 물질의 상태량 (3)
    • 세부내용 :

      - 선도의 특징에 대하여 이해한다.
      - 삼중점과 임계점에 대하여 학습한다.
      - 얼 때 팽창, 수축하는 물질의 성질에 대하여 학습한다.
      - 저밀도 및 중간밀도 기체의 P-V-T 거동에 대하여 학습한다.

    2차시:순수 물질의 상태량 (4)

    • 강의주제 : 순수 물질의 상태량 (4)
    • 세부내용 :

      - 증기를 이상기체로 간주할 수 있는 상태를 이해한다.
      - 이상기체 법칙을 이해한다.
      - 압축성 인자 Z 및 압축성 선도를 이해한다.
      - 일반적인 상태 방정식의 존재에 대하여 학습한다.

    [원격]
    5주차 2022-08-09 ~
    2022-08-22

    1차시:일과 열 (1)

    • 강의주제 : 일과 열 (1)
    • 세부내용 :

      - 시스템에서 힘과 변위를 이해한다.
      - 일률 또는 동력을 이해한다.
      - 일을 양단의 상태와 과정 경로의 함수로 이해한다.
      - P-V 또는 F-x 관계를 이용한 일울 계산한다.
      - 두 상태 사이의 폴리트로픽 과정에서의 일을 계산한다.

    2차시:일과 열 (2)

    • 강의주제 : 일과 열 (2)
    • 세부내용 :

      - 일을 P-V선도에서 경로 곡선의 아래 면적으로 이해한다.
      - 질량에 대한 힘 균형의 적용 및 과정에 대한 일을 계산한다.
      - 준평형 과정과 비평형 과정을 구별한다.

    [원격]
    6주차 2022-08-16 ~
    2022-08-29

    1차시:일과 열 (3)

    • 강의주제 : 일과 열 (3)
    • 세부내용 :

      - 세 가지 열전달 양식(전도, 대류, 복사)을 이해한다.
      - Fourier 전도 법칙과 간단한 응용 방법을 이해한다.
      - 대류 및 복상 열전달에 대한 단순 모델을 이해한다.
      - 전달률과 전달량의 차이를 이해한다.

    2차시:열역학 제1법칙 (1)

    • 강의주제 : 열역학 제1법칙 (1)
    • 세부내용 :

      - 검사 질량에 저장되는 에너지의 종류에 대하여 학습한다.
      - 하나의 균일한 검사 질량에 대한 에너지 방정식을 표기한다.
      - 에너지 방정식을 유도한다.

    [원격]
    7주차 2022-08-23 ~
    2022-09-05

    1차시:열역학 제1법칙 (2)

    • 강의주제 : 열역학 제1법칙 (2)
    • 세부내용 :

      - 건도가 정해진 포화 수증기의 내부 에너지를 학습한다.
      - 각 상태에 대해, (P,T,x) 중 누락된 상태량과 v 결정하기
      - 문제 해석 및 풀이 기법

    2차시:열역학 제1법칙 (3)

    • 강의주제 : 열역학 제1법칙 (3)
    • 세부내용 :

      - 열역학 제1법칙으로부터 엔탈피를 정의한다.
      - 열역학 상태량으로서의 엔탈피 활용을 살펴본다.
      - 엔탈피를 이용하여 열전달량을 계산한다
      - 정적 비열과 정압 비열을 정의한다.

    3차시:열역학 제1법칙 (4)

    • 강의주제 : 열역학 제1법칙 (4)
    • 세부내용 :

      - 이상 기체의 내부 에너지, 엔탈피, 정적 비열 및 정압 비열이 온도만의 함수임을 설명한다.
      - 정압 비열과 정적 비열은 온도 만의 함수이지만 기체 상수는 상수이다.
      - 열역학 제1법칙의 에너지 변화율식을 유도한다.
      - 시스템의 에너지가 변하여 질량이 변하더라도 공학 계산 정밀도로 측정할 수 있는 질량의 변화는 감지할 수 없으므로 질량은 보존된다.

    [원격]
    8주차 2022-08-30 ~
    2022-09-12

    중간고사주간 (시험은 시작 주 4일동안 진행됩니다.)

    [온라인시험]
    9주차 2022-09-06 ~
    2022-09-19

    1차시:검사 체적에 대한 제1법칙 해석 (1)

    • 강의주제 : 검사 체적에 대한 제1법칙 해석 (1)
    • 세부내용 :

      -검사 체적 해석을 위하여, 질량 보존식은 검사 체적을 출입하는 질량 유량에 의한 총 질량 변화율로 표현하고 에너지식은 에너지를 전달하는 질량 유량과 압력을 이기고 검사 체적으로 질량을 밀어 넣거나 밀어내는데 필요한 유동일을 포함하도록 확장
      - 질량 보존식과 에너지 보존식을 여러 가지 대표적인 기기에 적용한다.
      - 정상 상태 기기에는 축적 효과가 없으며 시간에 다른 상태량의 변화가 없다.

    2차시:검사 체적에 대한 제1법칙 해석 (2)

    • 강의주제 : 검사 체적에 대한 제1법칙 해석 (2)
    • 세부내용 :

      - 정상 상태 열교환기는 유체의 유동 중에 하나의 유체에서 다른 유체로 열이 전달되는 배관 또는 배관 시스템이다
      - 노즐은 압력을 이용하여 높은 속도의 유체 흐름을 생성해 내는 정상 상태 기구이다.

    3차시:검사 체적에 대한 제1법칙 해석 (3)

    • 강의주제 : 검사 체적에 대한 제1법칙 해석 (3)
    • 세부내용 :

      - 정상 상태 디퓨저는 고속의 유체를 감속 시키는 기구이다.
      - 일직선 상으로 흐르고 있는 유체에서 유통 통로의 면적이 갑자기 축소되면 스로틀 과정이 일어난다. 스로틀 동안 유체는 갑자기 작아진 통로를 통과해야 하므로 압력이 급격히 떨어진다.
      - 터빈은 작동 유체의 압력이 떨어지는 동안 축일을 생성하는 회전식 정상 상태 기계이다.
      - 정상 상태 압축기 또는 펌프의 목적은 축일을 입력하여 유체의 압력을 높이는 것이다.

    [원격]
    10주차 2022-09-13 ~
    2022-09-26

    1차시:검사 체적에 대한 제1법칙 해석 (4)

    • 강의주제 : 검사 체적에 대한 제1법칙 해석 (4)
    • 세부내용 :

      - 소형 액체 펌프에서의 정상 상태 과정을 살펴보았다.
      - 다양한 장치와 기계들을 조합하여 특정한 목적을 수행하는 보다 완벽한 열역학 시스템을 구성하여 실제적인 값을 대입하여 풀어보았다.

    2차시:검사 체적에 대한 제1법칙 해석 (5)

    • 강의주제 : 검사 체적에 대한 제1법칙 해석 (5)
    • 세부내용 :

      - 열역학 과정 중에 비정상 유동이 존재하고 정상 유동의 범주에 들지 않는 과정이 과도 과정이다.
      - 과도 과정은 좌표계에서 검사 체적은 상대적으로 정지해 있다.
      - 과도 과정 중에 검사 체적 속에 있는 질량의 상태는 시간에 따라 변할 수 있다.
      - 과도 과정에서 검사면의 각 부분을 지나는 질량 유량이 시간에 따라 변할 수는 있으나 질량의 상태는 시간에 따라 변하지 않는다.

    3차시:열역학 제2법칙 (1)

    • 강의주제 : 열역학 제2법칙 (1)
    • 세부내용 :

      - 열기관에서는 시스템을 사이클 운전을 하면서 양수의 순일과 양수의 순 열전달이 발생한다.
      - 냉동기에서는 외부에서 일을 가하여 저온 물체에서 고온 물체로 열을 전달하는 사이클을 완성한다.
      - 열역학 제2법칙에 의하면 저온 물체에서 고온 물체로 열을 전달하는 것 이외의 다른 어떠한 효과도 내지 않으면서 사이클로 작동하는 장치는 만들 수 없다.
      - 한 번 진행된 과정이 역으로 진행할 수 있으며 그때 시스템이나 주위에 아무런 변화를 남기지 않는 과정이 가역과정이며, 주위에 아무런 영향을 남기지 않고 원래대로 회복되지 않는 과정이 비가역과정이다.
      - 비가역 과정의 요인으로는 마찰, 불구속 팽창, 유한 온도차에 의한 열전달, 두 개의 서로 다른 물질의 혼합 등이 있다.

    [원격]
    11주차 2022-09-20 ~
    2022-10-03

    1차시:열역학 제2법칙 (2)

    • 강의주제 : 열역학 제2법칙 (2)
    • 세부내용 :

      - Carnot 사이클에 대하여 이해한다.
      - 열기관의 정의와 열효율에 대하여 이해한다.
      - 열펌프의 성능 계수에 대하여 이해한다.
      - 절대 온도와 상대 온도의 차이점을 학습한다.
      - 열 저장조에 좌우되는 열효율의 한계와 Carnot 사이클 기기
      - 실제 열기관의 열효율을 학습한다.
      - 열 저장조에 좌우되는 성능 계수의 한계와 Carnot 사이클 기기
      - 실제 냉동기의 성능 계수를 학습한다.

    2차시:검사 질량의 엔트로피 (1)

    • 강의주제 : 검사 질량의 엔트로피 (1)
    • 세부내용 :

      - Clausius 부등식과 상태량 엔트로피는 제2법칙에 대한 현대적 서술이다.
      - 엔트로피와 가역 열전달과의 관계를 살펴본다.

    3차시:검사 질량의 엔트로피 (2)

    • 강의주제 : 검사 질량의 엔트로피 (2)
    • 세부내용 :

      - 모든 가역과정의 엔트로피 생성량은 0이고 모든 실제 과정의 엔트로피 생성량은 양수이다.
      - 엔트로피에 대한 열역학 상태량 관계식은 가역 과정에 대해 유도할 수 있으며, Gibbs식이 된다.
      - T-s 선도에서 나타나는 Carnot 사이클의 모양
      - T-s 선도에서 나타나는 다양한 단순 과정의 모양
      - 검사 질량에 엔트로피 평형식을 적용하는 방법을 학습한다.
      - 엔트로피를 생성하는 과정과 위치를 파악하였다.

    [원격]
    12주차 2022-09-27 ~
    2022-10-10

    1차시:검사 질량의 엔트로피 (3)

    • 강의주제 : 검사 질량의 엔트로피 (3)
    • 세부내용 :

      - 액체 및 고체, 이상기체의 엔트로피 변화량을 계산하였다.
      - 표준 엔트로피를 수식으로 정의한다.

    2차시:검사 질량의 엔트로피 (4)

    • 강의주제 : 검사 질량의 엔트로피 (4)
    • 세부내용 :

      - 압력과 체적 사이의 관계 PVn가 성립되는 과정이 폴리트로픽 과정이다.
      - 여러 가지 n값에 대한 폴리트로픽 과정은 등압 과정, 등온 과정, 등엔트로피 과정, 등적 과정이 있다.
      - 이상기체의 가역 등온 과정은 특별히 흥미 있는 과정이다.
      - 비가역 과정에 대한 검사 질량의 엔트로피는 항상 증가한다.

    3차시:검사 질량의 엔트로피 (5)

    • 강의주제 : 검사 질량의 엔트로피 (5)
    • 세부내용 :

      - 엔트로피 변화량 = +유입량 – 유출량 + 생성량
      - 상태 1에서 상태 2로 변화하는 온 세상에 대한 엔트로피 변화량을 합하면 총 생성량을 얻게 되나, 엔트로피가 구체적으로 어느 곳에서 만들어졌는 가는 알 수 없다.
      - 더 상세한 정보를 얻기 위해서는 검사 체적을 더 상세하게 나누어 필요한 전달량을 계산하고, 변화량과 전달량의 균형식으로부터 엔트로피 생성항을 구할 수 있다.

    [원격]
    13주차 2022-10-04 ~
    2022-10-17

    1차시:검사 질량의 엔트로피 (6)

    • 강의주제 : 검사 질량의 엔트로피 (6)
    • 세부내용 :

      - 엔트로피 변화율을 열전달에 의해 검사 질량으로 들어오는 엔트로피 플럭스와 검사 질량 내부의 비가역 과정에 의한 엔트로피 증가율의 합을 나타낼 수 있다.
      - 통계 열역학에서 엔트로피는 확률을 이용하여 정의한다.

    2차시:검사 체적에 대한 엔트로피 식 (1)

    • 강의주제 : 검사 체적에 대한 엔트로피 식 (1)
    • 세부내용 :

      - 검사 체적 내의 전체 엔트로피 변화율은 검사면을 통과하는 플럭스와 생성률의 합과 같다.
      - 검사면을 통과하는 플럭스는 엔트로피가 동반되는 질량 유동과 어떤 특정 온도에서 이루어지는 열전달률이다.
      - 정상 상태 과정은 검사 체적 속의 어느 곳에서나 단위 질량당 엔트로피가 시간에 따라 변화하지 않는다.
      - 터빈, 노즐, 압축기, 펌프 등 가역 정상상태 단일 유동 장치를 해석하였다.

    3차시:검사 체적에 대한 엔트로피 식 (2)

    • 강의주제 : 검사 체적에 대한 엔트로피 식 (2)
    • 세부내용 :

      - 과도 과정에 대한 제2법칙을 학습한다.

    [원격]
    14주차 2022-10-11 ~
    2022-10-24

    1차시:검사 체적에 대한 엔트로피 식 (3)

    • 강의주제 : 검사 체적에 대한 엔트로피 식 (3)
    • 세부내용 :

      - 정상과정에서의 제1법칙으로부터 제2법칙을 유도하여 단일 유동에 대한 축일을 이해한다.
      - 비압축성 유체의 가역 유동에 관한 Bernoulli 식을 학습한다.

    2차시:검사 체적에 대한 엔트로피 식 (4)

    • 강의주제 : 검사 체적에 대한 엔트로피 식 (4)
    • 세부내용 :

      - 검사 질량에 대한 엔트로피 증가의 원리를 일반화하여 검사 체적에 대한 증가원리를 학습한다.
      - 터빈과 압축기에 대한 열효율을 엔트로피 증가 원리로 유도한다.

    3차시:검사 체적에 대한 엔트로피 식 (5)

    • 강의주제 : 검사 체적에 대한 엔트로피 식 (5)
    • 세부내용 :

      - 열역학 문제를 수식화 하는 체적적인 방법을 제시하였으며, 공식만을 추종하지 않고, 일반적인 문제 및 처음 보는 문제를 풀 수 있도록 해석 방법을 제시한다.

    [원격]
    15주차 2022-10-18 ~
    2022-10-31

    기말고사주간 (시험은 시작 주 4일동안 진행됩니다.)

    [온라인시험]
    신청하기