역학, 설계 그리고 기구 엔지니어

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 ..

열역학에서 중요하게 다루는 열 전달 그 중에서 대류 방식이 제품 개발에 왜 중요할까요? 열역학에서 열 전달은 아주 중요하게 다룹니다. 그 이유는 열역학이 열의 변화에 따른 현상을 다룹니다. 그 변화라는 것이 열 전달에 의해서 발생합니다. 즉 열이 변하게 될 때 어떤 현상을 다루는지 알아봐야 하는 것이죠. 열 전달이라는 것은 크게 세 가지가 있습니다. 대류, 복사, 전도가 있습니다. 복사라는 것은 태양 복사에너지라고 하면 가장 쉽게 이해할 수 있습니다. 낮에 밖에 나가면 해가 떠있습니다. 이 해에서 오는 에너지를 말하는 것입니다. 빛 자체가 비추면서 에너지가 전달이 됩니다. 이런 형태가 복사 에너지라고 부릅니다. 한낮에 밖에만 나가도 해를 맞으면 느낄 수 있는 부분입니다. 전도라는 것도 쉽게 느낄 수 있는..

열역학에서 중요한 열 전달 그 중에서 대류에 집중한 포스팅입니다. 열역학에서 열 전달은 매우 중요합니다. 열역학이라는 것이 열의 변화에 따라서 바뀌는 현상을 다루는 학문입니다. 열의 변화가 없다면 학문적으로 다룰 의미가 없는 것이죠. 열의 변화라는 것이 바로 열 전달로 발생합니다. 그 발생되는 유형이 세 가지가 있습니다. 바로 복사, 전도, 대류입니다. 복사라는 것은 빛이 비춰서 열이 전달되는 것을 말합니다. 전도는 인접한 물체가 있을 경우에 해당합니다. 직접 닿아 있어서 열을 전달하는 방식이 바로 전도입니다. 대류는 빛이 비추어 열을 전달하는 것도 아니고 인접한 물체에 닿아서 열을 전달하는 것도 아닙니다. 바로 공기의 흐름이 열의 전달되는 것을 말합니다. 대류라는 것이 중요한 이유가 있습니다. 바로 일..

열역학에서 열 전달, 그 중에서 복사도 꽤 중요합니다. 열역학에서 열 전달은 아주 중요합니다. 열 전달 즉 열의 이동하면서 다양한 현상이 발생하고 그것을 이해하는 학문이 열역학입니다. 열 전달 방식에는 전도, 복사, 대류가 있습니다. 그 중에서 복사에 대해서 알아보겠습니다. 복사라고 해서 생소하실 필요 없습니다. 자연과학이란 것은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 현상을 관찰하고 그것을 정리하여 이론으로 만들었다고 보시면 됩니다. 물론 양자역학이나 상대성 이론은 사람이 눈으로 관찰한 내용을 다룬 것은 아닙니다. 다시 복사로 돌아가겠습니다. 복사라는 단어 자체가 어렵게 느껴질 수 있습니다. 한자어라서 그렇습니다. 한국어는 순수 한국말로 구성되어 있지 않고 한자어를 많이 씁니다. 그래서 단어를 접하고 잘 이해..

열역학에서 중요하게 다루는 열전달 그 중에서 전도가 오늘의 주제입니다. 열역학이란 열과 관련된 것을 다루는 학문입니다. 열이 아무런 변화가 없다면 다루는 의미가 없겠죠. 열은 변화합니다. 정확히는 열이 전달이 되죠. 열이 전달되는 방식은 크게 전도, 대류, 복사가 있습니다. 열 전도라는 것은 인접해 있는 물체에 열을 전달하는 방식입니다. 대류와 복사와 다릅니다. 대류는 흐름으로 이동을 하는 것을 의미하고 복사는 빛이 비추어 에너지를 전달하는 것을 의미합니다. 말이 열 전도라고 하여 좀 어려운 것 같지만 일상 생활에서 흔히 접하는 현상입니다. 차가운 물건 옆에 따뜻한 물건을 붙여 놓을 경우 관찰할 수 있습니다. 차가운 물건은 온도가 올라가고 따뜻한 물건은 온도가 내려갑니다. 접촉해 있어서 열이 전도되어 발..

열역학과 보온병 어떤 관계가 있을까요? 일상 생활에서 열역학과 가장 큰 관련이 있는 제품은 무엇일까요? 제목에도 언급을 했기 때문에 보온병을 말하는지 아실 겁니다. 보온병은 열을 보온하는데 쓰입니다. 일상 생활에서 온도가 뜨거워지거나 차가워지는데 열역학 법칙이 적용됩니다. 사실 전후 관계를 명확히 하자면 자연계에서 발생한 현상을 관찰하고 관찰한 결과를 열역학 법칙으로 정리한 겁니다. 따라서 열역학 법칙이 자연계 현상에 적용된 것이 아니라 현상을 설명하는 이론일 뿐입니다. 여하튼 법칙이라고 정리된 이론을 공부하면 현상을 이해하는데 조금 용이할 수 있습니다. 열역학 법칙에는 이러한 내용이 있습니다. 접촉한 물체가 열 평형이 이루어진다면 열의 이동이 없다. 그리고 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 열이 이동한다. ..

열역학 제0법칙 들어보셨나요? 열역학 제0법칙은 이해하기 어렵지 않습니다. 간단한 예시부터 몇 가지 들어보겠습니다. 매우 더운 여름날 카페에 가서 아이스 아메리카노를 샀습니다. 음료를 받아서 테이블에 앉았습니다. 테이블에 아이스 아메리카노를 올려 두었습니다. 시간이 지나자 얼음이 녹았습니다. 추운 겨울 날 카페에서 따뜻한 차를 샀습니다. 차를 마시기 위해 테이블에 앉았습니다. 테이블에 따뜻한 차를 올려 두었습니다. 시간이 지나자 차가 식었습니다. 아파트에 삽니다. 추운 겨울 날 보일러를 틀지 않았습니다. 운이 좋게도 윗집, 아랫집, 양 옆집에서 보일러를 훈훈하게 틀었습니다. 다시 더운 날 예를 들어보겠습니다. 아이스 박스에 수박과 맥주를 넣어두었습니다. 시원하게 유지하기 위해 아이스 팩을 넣어두었습니다...

열역학 한 단원인 카르노 사이클이 이번 주제입니다. 물리학은 복잡한 실제 시스템을 설명하는데 사용할 수 있습니다. 실제 생활에서 직면하게 될 많은 문제는 근사치와 단순화하여 먼저 해결할 수 있습니다. 이것은 물리학자뿐만 아니라 엔지니어라면 유용한 접근법입니다. 문제의 가장 중요한 구성 요소를 파헤치고 시스템 작동 방식을 파악하고 있는 경우 문제를 쉽게 풀 수 있습니다. 따라서 열역학 과정을 이해하려는 물리학자가 더 긴 방정식에 대한 긴 투쟁을 겪는다고 생각할 수 있지만 실제로 실제 물리학자는 카르노 사이클과 같은 이상적 상황을 가정하여 문제를 살펴볼 수 있습니다. 카르노 사이클은 열역학 제2법칙에서 오는 복잡성을 무시하고 시스템의 최대 효율을 단순히 가정하는 특수 열 엔진 사이클입니다. 이를 통해 물리학..

열역학으로 냉장고 원리를 설명할 수 있습니다. 냉장고는 우리가 삶을 향상시킨 발명품 중 하나입니다. 모든 사람이 함께 며칠 동안 음식을 보존할 수 있게 되었습니다. 냉장고 내부의 차가운 온도는 식품의 박테리아 성장을 늦추고 식품을 더 오래 보존합니다. 그러나 냉장고 내부는 어떻게 차갑게 유지되는지 원리를 아시나요? 냉장고 작동 원리는 매우 간단합니다. 기체는 에너지 분자를 밀어내기 위해 노력합니다. 따라서 더 적은 양으로 압축하면 더 뜨거워집니다. 가스를 팽창시키면 갑자기 훨씬 더 많은 부피를 차지할 수 있습니다. 분자에 포함된 열 에너지는 이제 훨씬 더 큰 공간으로 나뉘어 가스 온도가 낮아집니다. 냉장고에서 작동하는 또 다른 원리는 온도가 서로 다른 두 가지가 서로 닿거나 가까이 있을 때 더 뜨거운 표..

열역학과 에어컨은 어떤 관계가 있을까요? 에어컨 작동원리를 아시나요? 물리학의 법칙이 관련이 있습니다. 정확히는 열역학이 관련이 있습니다. 열역학 외에도 압력과 온도의 관계도 중요합니다. 보일의 법칙에 따르면 압력-체적 곱은 일정합니다. 찰스의 법칙은 부피가 절대 온도에 비례한다는 것을 말합니다. 개이 루삭의 법칙은 압력이 절대 온도에 비례한다고 말합니다. 가스 결합 법칙은 가스를 가열할 때마다 압력도 증가합니다. 가스를 가압할 때마다 열도 증가합니다. 압력이 증가하면 온도도 증가합니다. 이것이 타이어를 공기로 집어넣으면 뜨거워지는 이유입니다. 압력이 감소하면 온도도 감소합니다. 노즐을 누르고 압력을 해제하면 에어로졸이 차가워지는 이유입니다. 에어컨과 결합된 법칙을 사용하는 방식은 냉매를 가압 및 감압하..