열의 기본량
- 절대온도는
K = ℃ + 273.15로 환산함 · 2010~2016년 기출에서 근삿값을 요구하면 문제의 관례에 따라273을 사용함 · 온도차를 계산할 때 1 K의 간격은 1 ℃와 같음 - 압력은 단위 면적에 수직으로 작용하는 힘으로
p = F / A임 · 압력계는 대기압을 기준으로 한 게이지압을 표시하는 경우가 많으므로 절대압과 구분함 - 현열은 물질의 온도를 바꾸는 열이며
Q = mcΔT로 계산함 ·m은 질량,c는 비열,ΔT는 온도차임 - 잠열은 온도 변화 없이 상태를 바꾸는 열이며
Q = mL로 계산함 · 물의 증발 과정에서는 증발잠열을 사용함
열용량은 물체 전체의 온도를 1 K 높이는 데 필요한 열량이고 mc에 해당함 · 비열은 단위 질량 기준이므로 둘을 혼동하지 않음
열전달 세 가지
- 전도: 고체 내부 또는 접촉한 물질 사이에서 온도차로 열이 이동함 · 전도 열량은 열전도율과 면적, 온도차에 비례하고 두께에 반비례함
- 대류: 액체나 기체의 유동으로 열이 이동함 · 자연대류는 밀도차, 강제대류는 팬이나 펌프가 유동을 만듦
- 복사: 전자기파로 열이 이동해 매질이 없어도 전달됨 · 화염과 고온 전열면에서는 복사열의 비중이 큼
보일러에서는 화염에서 전열면으로 복사·대류가 일어나고, 전열면 금속 내부에서는 전도가 일어남
물과 증기
- 포화수: 주어진 압력의 포화온도에 도달한 물임
- 습증기: 포화수와 건포화증기가 섞인 상태임 · 건도
x는 혼합물 중 건포화증기의 질량비이며0 < x < 1임 - 건포화증기: 액적이 없는 포화증기임
- 과열증기: 같은 압력의 포화온도보다 온도가 높은 증기임
압력이 높아지면 포화온도도 높아짐 · 보일러 수위는 물의 부피만이 아니라 기포 발생과 부하 변화에도 영향을 받으므로 압력·급수량과 함께 판단함
시험 포인트
우선 암기
| 문제에서 보이는 표현 | 정답으로 연결 |
|---|---|
| 절대온도 | K = ℃ + 273.15 |
| 절대압력 | 게이지압력 + 대기압 |
| 현열 | 온도를 바꾸는 열 · Q = mcΔT |
| 잠열 | 온도 변화 없이 상태를 바꾸는 열 · Q = mL |
| 외부와 열 출입이 없는 변화 | 단열변화 |
| 과열도 | 과열증기온도 − 포화증기온도 |
| 액체 내부에서도 기화 | 비등 |
| 전도 | 물질 내부·접촉면에서 온도차로 열 이동 |
| 대류 | 액체·기체의 유동으로 열 이동 |
| 복사 | 전자기파로 전달 · 매질 불필요 |
추가 확인
| 문제에서 보이는 표현 | 정답으로 연결 |
|---|---|
습증기 건도 x | 혼합물 중 건포화증기의 질량비 |
| 압력 상승 | 포화온도 상승 |
| 흑체 복사 | 절대온도의 4승에 비례 |
자주 틀리는 포인트
- 섭씨온도에 273.15를 더한 값이 절대온도이며, 온도차에 273.15를 더하지 않음
- 열량과 온도는 같은 물리량이 아님 · 열은 이동하는 에너지이고 온도는 물체의 열적 상태를 나타냄
- 흑체 복사는 절대온도의 4승에 비례하므로 섭씨온도를 그대로 대입하지 않음
기출 출제 이력
아래 기출은 위에서 정리한 개념이 실제 시험에서 어떻게 출제됐는지 확인하기 위한 근거 자료입니다.
수록 기출 92문항 · 27개 시험 회차 · 2010~2016년
출제 경향 — 수록 기출 92문항이 27개 회차에서 확인되며, 온도·압력 환산, 증기 상태와 열전달 계산 유형이 반복됨