목차
CHAPTER 01 열역학의 기본 개념 = 15
1. 열역학과 에너지 = 16
2. 열역학의 응용분야 = 16
2.1. 증기원동소 = 16
2.2. 연소기관 = 18
2.3. 냉동기 = 19
2.4. 직접에너지 변환 = 20
2.5. 지열발전 = 21
2.6. 태양에너지 = 22
3. 계와 동작물질 = 22
4. 계의 상태와 성질 = 24
5. 상태와 평형 = 26
6. 과정과 사이클 = 27
7. 온도와 열역학 제0법칙 = 29
8. 온도눈금 = 29
9. 열역학적 단위계 = 33
9.1. 기본단위계 = 33
9.2. 유도단위계 = 34
10. 물질의 성질 = 35
10.1. 밀도 = 35
10.2. 비중량 = 35
10.3. 비체적 = 36
10.4. 비중 = 36
11. 압력 = 37
11.1. 표준대기압과 공학기압 = 37
11.2. 절대압력, 대기압력, 게이지 압력 = 38
연습문제 = 40
CHAPTER 02 열역학적 에너지 = 43
1. 열역학적 에너지의 개요 = 43
2. 일 = 44
2.1. 이동 경계일 = 45
2.2. 일의 종류 = 47
3. 열 = 52
3.1. 비열 = 54
3.2. 잠열과 현열 = 58
4. 계의 에너지 = 58
4.1. 운동에너지 = 59
4.2. 위치에너지 = 59
4.3. 내부에너지 = 60
4.4. 계의 총에너지 = 61
연습문제 = 62
CHAPTER 03 열역학 제1법칙 = 65
1. 열역학 제1법칙의 개요 = 65
2. 열과 일의 관계 = 65
3. 계의 에너지 전달방법 = 69
4. 밀폐계의 열역학 제1법칙 = 70
5. 상태량으로서의 계 에너지 = 72
6. 개방계(유동계)의 열역학 제1법칙 = 73
7. 검사체적에 대한 질량보존의 법칙 = 76
8. P-V선도와 일 = 81
9. 절대일과 공업일 = 83
10. 계의 열효율 = 85
연습문제 = 87
CHAPTER 04 순수물질의 성질 = 91
1. 순수물질 = 91
2. 순수물질의 상변화 과정 = 92
2.1. 압축액 = 93
2.2. 포화액 = 93
2.3. 습포화증기 = 93
2.4. 건포화증기 = 94
2.5. 과열증기 = 94
3. 순수물질의 P-T선도 = 95
4. 습포화증기의 건도 = 98
5. 순수물질의 증기표와 증기선도 = 99
5.1. 증기표 = 99
5.2. 증기선도 = 100
6. 순수물질의 열적 상태량 = 101
6.1. 포화액의 상태량 = 101
6.2. 습포화증기의 상태량 = 103
6.3. 건포화증기의 상태량 = 104
6.4. 과열증기의 상태량 = 105
6.5. 압축액의 상태량 = 107
7. 순수물질의 증기상에 대한 상태방정식 = 109
7.1. 압축계수 = 110
7.2. van der waals 상태 방정식 = 113
7.3. Beattie-Bridgeman 상태방정식 = 117
7.4. Benedict-Webb-Rubin 상태정식 = 117
7.5. virial 상태방정식 = 119
연습문제 = 121
CHAPTER 05 이상기체의 성질 = 125
1. 이상기체 = 125
2. 이상기체의 상태방정식 = 125
2.1. Boyle의 법칙 = 125
2.2. Charles의 법칙 = 126
2.3. Boyle-Charles의 법칙 = 127
3. 일반가스정수 = 129
3.1 Avogadro의 법칙 = 129
3.2 일반가스정수 및 기체상수 = 129
4. 이상기체의 비열 = 131
4.1. Joule의 법칙 = 131
4.2. 이상기체의 등적비열 = 133
4.3. 이상기체의 등압비열 = 134
4.4. 등적비열과 등압비열의 관계 = 135
4.5. 온도에 따른 비열의 변화 = 138
연습문제 = 140
CHAPTER 06 에너지 상태변화 = 143
1. 에너지 상태변화의 개요 = 143
2. 에너지 상태변화 = 143
2.1. 등적과정 = 143
2.2. 등압과정 = 147
2.3. 등온과정 = 150
2.4. 단열과정 = 152
2.5. 폴리트로픽 과정 = 157
3. 개방계의 에너지 상태변화 = 165
3.1. 노즐과 디퓨저 = 165
3.2. 터빈 = 168
3.3. 압축기와 펌프 = 170
3.4. 교축밸브 = 172
3.5. 열교환기 = 175
3.6. 파이프 및 덕트 유동 = 177
4. 복합과정과 사이클 과정 = 179
5. 비정상유동 과정 = 183
연습문제 = 187
CHAPTER 07 열역학 제2법칙 = 197
1. 열역학 제2법칙 = 197
1.1. Clausius의 표현 = 198
1.2. Kelvin-Planck의 표현 = 199
2. 사이클의 열효율 및 성능계수 = 200
3. Carnot 사이클 = 203
4. Carnot 원리 = 206
5. 열역학적 절대온도 = 208
6. Carnot 냉동기와 열펌프 = 210
연습문제 = 212
CHAPTER 08 엔트로피 = 215
1. Clausius의 적분 = 215
2. 엔트로피 = 217
2.1. 가역과정의 엔트로피 = 217
2.2. 엔트로피 증가의 원리 = 218
3. 순수물질의 엔트로피 변화 = 221
4. 엔트로피를 포함한 상태선도 = 221
5. 이상기체의 엔트로피 변화 = 225
5.1. 등적변화 = 226
5.2. 등압변화 = 227
5.3. 등온변화 = 227
5.4. 단열변화 = 228
5.5. 폴리트로픽 변화 = 228
6. 공기의 가역 단열변화 = 231
7. 고체와 액체의 엔트로피 변화 = 232
8. 비가역과정의 엔트로피 변화 = 233
8.1. 열이동 = 233
8.2. 유체유동 = 233
8.3. 교축 = 234
8.4. 기체의 혼합 = 234
9. 검사체적에 대한 열역학 제2법칙 = 236
9.1. 정상상태, 정상유동과정 = 239
9.2. 가역정상상태, 정상유동과정 = 240
10. 정상유동장치의 단열효율 = 242
10.1. 터빈의 단열효율 = 242
10.2. 압축기와 펌프의 단열 효율 = 243
10.3. 노즐의 단열효율 = 245
11. 열역학 제3법칙 = 248
연습문제 = 249
CHAPTER 09 유효에너지 = 255
1. 열에너지의 유용성 = 255
2. 가역일과 기가역성 = 259
3. 제2법칙 효율 = 261
4. 계의 엑서지 변화 = 263
4.1. 밀폐계의 엑서지 = 264
4.2. 개방계의 엑서지 = 265
5. 열, 일 및 질량에 의한 엑서지 전달 = 270
5.1. 열에 의한 엑서지 전달 = 270
5.2. 일에 의한 엑서지 전달 = 271
5.3. 질량에 의한 엑서지 전달 = 271
연습문제 = 274
CHAPTER 10 가스동력 사이클 = 277
1. 동력사이클의 기요 = 277
2. 공기표준 사이클 = 278
3. 왕복기관의 작동 = 279
4. Otto 사이클 = 282
4.1. 이론열효율 = 282
4.2. 평균유효압력 = 284
5. Diesel 사이클 = 285
5.1. 이론열효율 = 286
5.2. 평균유효압력 = 288
6. Sabathe 사이클 = 289
6.1. 이론열효율 = 289
6.2. 평균유효압력 = 291
7. 각 사이클의 비교 = 293
7.1. 초온, 초압, 압축비, 가열량이 일정한 경우 = 293
7.2. 초온, 초압, 최고압력, 가열량이 일정한 경우 = 294
8. 내연기관의 열효율 및 성능 = 295
8.1. 열효율 = 295
8.2. 평균유효압력 = 296
8.3. 출력 = 297
9. 압축기 사이클 = 299
9.1. 간극체적이 없는 압축기 = 299
9.2. 간극체적이 있는 압축기 = 301
9.3. 다단 압축기 = 303
10. 가스터빈 = 307
10.1. Brayton 사이클 = 308
10.2. 재생 Brayton 사이클 = 311
10.3. 중간냉각, 재열 및 재생 Brayton 사이클 = 313
11. 제트기관 = 318
12. 기타 공기표준 사이클 = 323
12.1. Ericsson 사이클 = 323
12.2. Stirling 사이클 = 324
12.3. Atkinson 사이클 = 325
12.4. Lenior 사이클 = 325
연습문제 = 326
CHAPTER 11 증기 동력사이클 = 331
1. 증기원동소 사이클 = 331
2. Carnot 증기 사이클 = 332
3. Rankine 사이클 = 333
3.1. 변화과정 = 334
3.2. 이론열효율 = 335
4. 이상 사이클과 실제 사이클의 차이 = 337
5. Rankine 사이클의 성능에 미치는 영향 = 338
5.1. 복수기 압력을 낮추는 경우 = 338
5.2. 터빈 입구온도를 높이는 경우 = 338
5.3. 보일러 압력을 상승시키는 경우 = 339
6. 재열 Rankine 사이클 = 341
6.1. 변화과정 = 342
6.2. 이론열효율 = 342
7. 재생 Rankine 사이클 = 345
7.1. 변화과정 = 346
7.2. 이론열효율 = 347
8. 재열ㆍ재생 Rankine 사이클 = 349
8.1. 변화과정 = 350
8.2. 이론열효율 = 351
9. 가스ㆍ증기 복합사이클 = 353
10. 2유체 사이클 = 355
연습문제 = 359
CHAPTER 12 냉동사이클 = 363
1. 냉동기와 열펌프 = 363
2. 냉매 = 364
3. 냉동능력 = 365
4. 역Carnot 사이클 = 366
4.1. 변화과정 = 367
4.2. 성능계수 = 367
5. 공기 냉동사이클 = 368
5.1. 변화과정 = 369
5.2. 성능계수 = 369
6. 증기압축 냉동사이클 = 370
6.1. 변화과정 = 371
6.2. 성능계수 = 371
7. 실제 증기압축 냉동사이클 = 374
8. 다단압축 냉동사이클 = 376
8.1. 2단압축 1단팽창 냉동사이클 = 377
8.2. 2단압축 2단팽창 냉동사이클 = 378
9. 다효압축 냉동사이클 = 380
10. 2원 냉동사이클 = 381
11. 흡수식 냉동사이클 = 383
12. 열펌프 시스템 = 385
연습문제 = 387
CHAPTER 13 열역학적 일반관계식 = 391
1. 상태량의 수학적 기초 = 391
1.1. 편미분 = 392
1.2. 편미분 관계식 = 394
2. Maxwell 관계식 = 396
3. 내부에너지와 엔탈피에 대한 일반관계식 = 400
3.1. 내부에너지 변화 = 400
3.2. 엔탈피 변화 = 401
4. 엔트로피와 비열에 대한 일반관계식 = 403
4.1. 엔트로피 변화 = 403
4.2. 체적팽창계수, 등온압축률 및 그 밖의 상태량 = 404
4.3. 비열 및 비열비 = 408
5. Joule-Thomson 계수 = 414
6. 실제기체의 엔탈피, 내부에너지 및 엔트로피 변화 = 418
6.1. 실제기체의 엔탈피 변화 = 418
6.2. 실제기체의 내부에너지 변화 = 420
6.3. 실제기체의 엔트로피 변화 = 420
7. 상변화에 대한 Clapeyron식 = 423
연습문제 = 428
CHAPTER 14 혼합기체 = 431
1. 혼합기체의 질량분율과 몰분율 = 431
2. 혼합기체의 성질 = 433
2.1. Amaget의 법칙과 Dalton의 법칙 = 433
2.2. 혼합기체의 질량분율과 체적분율의 관계 = 436
2.3. 혼합기체의 분자량과 기체 상수 = 437
2.4. 혼합기체의 비열 = 439
2.5. 혼합기체의 내부에너지와 엔탈피 = 439
2.6. 혼합기체의 엔트로피 = 440
3. 습공기 = 443
3.1. 건공기와 습공기 = 443
3.2. 습도와 노점 = 443
3.3. 습공기의 분자량과 기체상수 = 446
3.4. 습공기의 비열 및 엔탈피 = 447
3.5. 습도의 측정 및 단열포화 과정 = 448
3.6. 습공기선도 = 450
연습문제 = 454
CHAPTER 15 기체의 유동 = 457
1. 유동의 기초사항 = 457
2. 유동의 기초방정식 = 459
3. 단열팽창과 노즐 = 463
3.1. 열낙차 = 463
3.2. 유출속도 = 466
3.3. 질량유량 = 468
4. 노즐의 이론 = 471
4.1. 이상기체의 단열팽창인 경우 = 471
5. 기체의 음속과 Mach수 = 479
6. 관내의 유동 = 484
6.1. 기초식 = 484
6.2. 압력강하가 작은 경우 = 485
6.3. 압력강하가 큰 경우 = 486
6.4. 이상기체의 등온유동 = 486
6.5. 이상기체의 단열유동 = 487
6.6. 마찰계수 = 488
연습문제 = 492
CHAPTER 16 연소 = 495
1. 연소의 기초사항 = 495
2. 연료의 종류 = 496
2.1. 고체연료 = 496
2.2. 액체연료 = 497
2.3. 기체연료 = 498
3. 연소의 화학양론 = 499
4. 연소방정식 = 500
4.1. 탄소의 연소 = 500
4.2. 수소의 연소 = 501
4.3. 유황의 연소 = 501
4.4. 일산화탄소의 연소 = 501
4.5. 탄화수소의 연소 = 502
5. 연료의 발열량 = 504
6. 이론공기량 및 가스의 조성 = 506
6.1. 고체 및 액체 연료 = 506
6.2. 기체연료 = 511
7. 연소가스 분석 = 512
7.1. 완전연소가스의 분석 = 513
8. 화학반응과 에너지변환 = 515
8.1. 반응열과 생성엔탈피 = 515
8.2. 표준생성 Gibbs 자유에너지와 에너지변환 = 520
9. 화학평형 = 524
9.1. 반응속도 = 524
9.2. 반응속도와 화학평형 = 525
9.3. 화학평형의 조건 = 526
9.4. 평형정수 = 528
9.5. 화학평형에 미치는 압력과 온도의 영향 = 531
10. 이론 화염온도 = 534
연습문제 = 542
CHAPTER 00 부록 = 545
부록 = 545
찾아보기 = 599
