책과 생각과 꿈

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• 공학계열 열역학 제 0,1,2법칙과 실생활. 아래 실생활에서의 예시로 열역학 제 0,1,2법칙에 대해 알아보자. '상온의 밀폐된 방(단열되었으며 출입하는 일이 없음.)안의 뜨거운 커피 한 잔이 점차 식어 온도가 일정하게 되었다.' 이때 우리는 다음과 같은 사실을 익숙하게 알고 있다. 방안의 에너지 총량은 변하지 않는다. 또한 뜨거운 커피는 항상 식는다. 그리고 커피는 결국 방의 온도와 같아진다. 각 문장은 차례대로 열 제 1법칙, 2법칙, 0법칙의 내용을 품고있다. 이제 열역학 법칙들에 대해 자세히 알아보자. *열역학 제 0법칙 -"어떤 계의 물체 A와 B가 열적 평형상태에 있고, B와 C가 열적 평형상태에 있으면, A와 C도 열평형상태에 있다."이것은 온도의 존재를 주장하는 것과 같으며 모든 열역학 법칙의 기본이 된다.(-출처: 위키백과) 열적 ..
• 공학계열 대류 열전달 계수 측정 실험 1. 대류 열전달 계수 예측(집중계로 가정) 먼저 실험 장치는 온도계를 실에 매달아 이를 작은 플라스틱 컵에 넣어 바닥으로부터 떠있게 구성하였다. 이후 뜨거운 물(41 ℃) 20 ml를 컵에 붓고 5분의 시간 간격으로 컵 안의 물의 온도가 방안의 온도(24.5 ℃)와 비슷해질 때까지 온도를 측정하였다. 회 차 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 온도(℃) 41 37 33.9 31.6 30 28.9 27.9 27 26.5 26.1 25.8 25.3 25.1 25 표.1 5분 간격으로 측정한 물의 온도(℃). 시간(sec) 0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 3300 3600 3900 무차원 온도 1.00 0.76 0.57 0.43 0..
• 공학계열 공칭변형률과 진변형률에 대해 1. 먼저 공칭변형률 (Cauchy strain or Engineering strain)에 대해서 알아보자. 공칭변형률 e는 위 그림에서 e = dL/L = (l-L)/L 이 된다. (공칭변형률 = 늘어난 길이/재료의 처음 길이) cf) 이 때 연신율(stretch ratio) lambda 는 lambda = l/L 로 공칭응력 e = lambda - 1 로 나타낼 수 있다. 2. 이제 진변형률 (True strain or Logarithmic strain)에 대해 알아보자. 진변형률이란 실제 변형률로 그 개념을 간단히 설명하자면 다음과 같다. 공칭변형률을 바탕으로 생각하면 이해하기 쉽다. 공칭변형률을 (dL/2)/L이 두 개 합쳐진 값이라고 생각해보자. [1단계: dL만큼 신장 -> (dL/2)/L] ..
• 공학계열 재료 시험에 대해. 재료시험이란 공업적으로 사용되는 각종 재료의 전기적, 기계적, 물리적, 화학적 시험의 총칭이다. 공업에 사용할 재료의 여러 성질을 미리 알고 설계해야 하기 때문에 이러한 재료 시험을 실시한다. 일반적으로 재료시험이라 하면 재료가 가진 기계적인 성질을 시험하는 경우가 많다. 기계적 성질이란 재료에 외력을 가했을 때 재료에 일어나는 여러 변화에 대한 성질을 말한다. 가장 재료시험의 대표적인 예는 위 사진과 같은 인장시험으로서 응력과 변형의 관계를 조사하는 것이다. 재료 시험에는 인장시험 이외에도 굽힘시험ㆍ압축시험ㆍ반복굽힘 시험ㆍ비틀림시험ㆍ경도시험ㆍ충격시험ㆍ크리프시험ㆍ피로시험 등의 시험법이 있다. -여러가지 시험법 1) 인장 시험 인장시험은 소정의 시험편에 서서히 인장력을 가해서 기계적 성질(항복점, 내력, ..
• 공학계열 오리피스 유량계의 유량계수에 대해. 1. 오리피스유량계의 유량계수가 노즐유량계의 유량계수보다 작은 이유 오리피스 유량계와 노즐유량계의 형상은 급 축소관이라고 생각할 수 있다. 이때 날카로운 모서리의 경우 잘 다듬어진 둥근 모서리에 비해 압력손실이 크다. 따라서 장애물 형상에 의해 오리피스유량계에서의 유체 흐름이 노즐 유량계에서보다 압력 손실이 크다. 이로 인해 장애물을 빠져나가는 유량이 줄어들기 때문에 상, 하부의 압력차가 같을 때 오리피스유량계에서의 유량계수가 노즐유량계의 유량계수보다 작아지게 된다. 2. 오리피스유량계의 유량계수가 레이놀즈수의 함수인 이유 오리피스 유량계를 통과하는 유체에는 축류라는 현상이 발생한다. 축류란 넓은 유로에서, 급하게 좁고 작은 구멍과 틈의 유출구를 통할 때 유체는 관성 때문에 그 단면보다 작은 단면으로 수..
• 공학계열 자유물체도와 외력, 내력에 관해. 먼저 자유물체도의 개념을 살펴보자. 역학적인 문제를 해결하기 위해 자유물체도 즉 Free Body Diagram 은 빠질 수 없는 필수 요소이다. 문제를 보고 먼저 FBD를 그리고 힘의 관계를 명확히 표시한 후에 몇 가지 식을 이용해 그것을 표현하는 것이 일반적이다. *FBD를 그리는 과정은 널리 알려져있다. 1. 문제를 해결하기 위해 분리시켜야 하는 시스템을 찿아낸다. =질점을 고립시킨다.(2차원일 경우 폐곡선을, 3차원일 경우 폐곡면을 그려 고립시킨다.) 2. 현재 그 크기를 명확히 알고 있는 힘(기지력)과 알지 못하는 힘(미지력, 구해야하는 힘)을 표시한다. 3. 이 문제를 해결하기 위해 필요한 적당한 좌표계를 설정한다. (ex)nt좌표계, 극좌표계, 직교좌표계 등) 4. FBD를 모두 그렸으면 방..