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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

중간고사주간 (시험은 시작 주 4일동안 진행됩니다.)

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.

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.

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.

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.

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.

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.

기말고사주간 (시험은 시작 주 4일동안 진행됩니다.)