열역학과 연소 과정

열역학에서 배우는 연소는 꽤 중요합니다. 열역학을 배우는데 핵심 중에 한 가지는 연소 과정입니다. 열역학을 중요하게 배우는 전공은 기계공학입니다. 기계공학에서 열역학은 역학 중 한 분야이면서 핵심적인 과목입니다. 그래서 열역학의 세부적인 모든 과목이 전공 필수는 아니더라도 열역학은 전공 필수입니다. 이 부분은 모든 학교를 확인한 것은 아니기 때문에 틀릴 수도 있습니다. 기계공학에서 열역학을 배우고 그 중에 연소를 배웠습니다. 어디에 쓸 수 있을까요? 연소가 적용될 수 있는 대표적인 분야가 내연기관입니다. 그래서 기계공학 전공자는 자동차 회사에 취직하기 쉽습니다. 그 이유는 자동차는 내연기관인 엔진을 탑재하고 있기 때문입니다. 물론 기계공학 전공자가 자동차 회사에 취직한다고 엔진만 다루지 않습니다. 차체 프레임, 내장재 다양한 분야에서 일할 수 있습니다. 열역학 연소과정과 가장 큰 연관성을 가진 분야가 자동차의 엔진이라고 말씀드리는 것입니다. 물론 최근에는 내연기관의 수요가 줄어들 움직임을 볼 수 있습니다. 그 이유는 친환경이라는 이유로 전기차, 수소차 개발에 집중하기 때문입니다. 더군다나 석유를 기반으로 내연기관의 경우 환경 문제를 만들기도 하지만 한정적인 석유 매장량 때문에 영구적인 탈 것이 될 수 없습니다. 물론 전기차가 친환경이냐는 것에 의문을 다시는 분들도 있습니다. 전기를 만드는 과정이 친환경이어야 한다는 전제가 있습니다. 전기를 석탄 에너지를 이용해서 만들어 냅니다. 그렇다면 이것은 조삼모사와 같을 수 있습니다. 석유 에너지를 자동차에 써서 매연을 만들고 환경을 오염시킵니다. 전기차는 전기를 만들기 위해서 발전소에서 석탄을 쓰고 매연을 만들고 환경을 오염시킵니다. 따라서 조삼모사와 같다고 할 수 있는 거죠. 하지만 전기 에너지를 만드는 과정도 친환경으로 바꾼다면 전기차는 정말로 친환경 차라고 부를 수 있을 겁니다. 수력 발전소, 풍력 발전소와 같이 친환경 발전소에서 전기를 만든다면 말이죠. 다시 연소 과정으로 돌아가겠습니다. 이렇듯 기계공학 전공자는 열역학 수업에서 연소를 배웁니다. 그 연소를 자동차 엔진에 접목시켜 생각할 수 있습니다. 이런 연소에 대해서 알아보겠습니다. 연소는 화학적 과정 또는 연료와 산소 사이의 반응입니다. 연료와 산소가 반응하면 열과 빛 에너지를 방출합니다. 그러면 열과 빛 에너지가 불을 만듭니다. 따라서 연소 반응의 공식은 탄화수소 + 산소 = 열 에너지입니다. 연소는 자동차 엔진, 로켓 엔진 및 기타 여러 기계에 사용됩니다. 연소 및 연소 유형에 대해 알아보겠습니다. 연소 란 무엇입니까? 연소는 과학적 용어입니다. 우리는 타는 것을 알고 있지만 대다수가 타는 것이 실제로 화학 반응이라는 것을 모르고 있습니다. 연소는 연료가 공기와 반응하여 열 에너지를 생성하는 화학 과정입니다. 그리고 이 열 에너지가 방출되면 불꽃의 형태로 빛을 생성합니다. 이것은 반응의 일부분이고 눈에 보이는 부분인 불꽃입니다. 연소의 일반적인 발열 반응은 다음과 같이 표현할 수 있습니다. 탄화수소 + 산소 → 이산화탄소 + 물 + 열 에너지 연소의 예를 몇 가지 들 수 있습니다. 집을 따뜻하게 하기 위해 장작이나 석탄을 태우는 행위. 자동차 운전을 위한 휘발유 또는 디젤 연소. 스토브에서 요리할 LPG 연소. 연소 유형에 대해 알아보겠습니다. 연소 유형 중 하나는 완전 연소입니다. 완전 연소는 공기, 특히 산소의 무제한 공급에서 발생합니다. 또한 완전 연소는 청정 연소로도 알려져 있습니다. 여기에서 탄화수소는 산소와 함께 완전히 연소되어 물 과 이산화탄소 라는 두 가지 부산물만 남깁니다. 촛불이 타는 것이 완전 연소의 예입니다. 심지의 열은 공기 중의 산소와 반응하는 초를 증발시킵니다. 반응의 두 생성물은 물과 이산화탄소입니다. 이상적인 상황에서는 모든 초가 연소되고 완전 연소가 발생합니다. 불완전 연소는 공기 공급이 제한될 때 발생합니다. 완전 연소와는 달리 완전한 연소가 아닙니다. 산소 부족으로 인해 연료가 완전히 반응하지 않습니다. 이것은 차례로 이산화탄소 대신 일산화탄소와 그을음을 생성합니다. 종이를 태우는 것이 그 예입니다. 부산물로 재를 남깁니다. 완전 연소에서 유일한 생성물은 물과 이산화탄소입니다. 또한 불완전 연소는 완전 연소보다 적은 에너지를 생성합니다. 또 다른 유형의 연소는 급격한 연소입니다. 빠른 에너지는 반응이 일어나기 위해 외부 열 에너지가 필요합니다. 연소는 많은 양의 열과 빛 에너지를 생성하고 그렇게 빠르게 합니다. 연소는 연료를 사용할 수 있는 한 계속됩니다. 예를 들어 촛불을 켜는 경우입니다. 열 에너지는 우리가 성냥개비로 촛불에 불을 붙일 때 제공됩니다. 그리고 왁스가 타 버릴 때까지 계속됩니다. 따라서 그것은 급격한 연소입니다. 자연연소는 이름에서 알 수 있듯이 자발적으로 발생합니다. 이것은 연소를 시작하는데 외부 에너지가 필요하지 않음을 의미합니다. 자기 발열로 인해 발생합니다. 발화 온도가 낮은 물질은 가열되어 이 열이 빠져나갈 수 없습니다. 온도가 발화점 이상으로 상승하고 충분한 산소 연소가 발생합니다. 알칼리 금속과 물의 반응이 그 예입니다. 폭발성 연소는 반응이 매우 빠르게 발생할 때 발생합니다. 반응은 무엇인가 점화되어 열, 빛, 소리 에너지를 생성할 때 발생합니다. 간단한 예시는 폭발이 있습니다. 구체적 예를 들자면 폭죽이나 다이너마이트가 있습니다. 열역학의 한 과정인 연소에 대해서 알아봤습니다. 주변에서 쉽게 볼 수 있는 상황을 예시로 들었습니다.