[공조냉동기계기사] 공기조화냉동기초 - 1. 단위
◈ 온도단위
섭씨온도(ºC) : 표준대기압하에서 순수한 물의 어는점을 0, 끓는점을 100으로 정하고 이를 100등분한 온도
화씨온도(ºF) : 표준대기압하에서 순수한 물의 어는점을 32, 끓는점을 212로 정하고 이를 180등분한 온도
------- ºF = 1.8 * ºC +32
절대온도(K) : -273.15ºC를 0으로 하는 온도 = 분자 운동을 정지해 운동 에너지가 0이 될 때의 온도 (단위는 켈빈K)
------- K = ºC + 273.15
랭킨온도(ºR) : 화씨온도를 기준으로한 절대온도
------- ºR = ºF + 459.67
◈ 습도
- 절대습도 : 건공기 1kg 속에 포함되어있는 수증기의 질량
------- x = 건공기 1kg 속에 포함된 수증기량 (kg) / 건공기 1kg (kg')
- 상대습도 : 포화습공기의 수증기량과 같은 온도에서의 습공기의 수증기량의 비 = 특정한 온도의 대기 중에 포함되어 있는 수증기의 압력을 그 온도의 포화 수증기 압력으로 나눈 것 (from.위키백과)
------- Φ = 어떤 온도에서의 습공기의 수증기분압 또는 수증기량 (kg) / 같은 온도에서의 포화습공기의 수증기분압 또는 수증기량 (kg)
- 비교습도 : 포화습공기의 절대습도와 같은 온도의 습공기의 절대습도의 비
------- Ψ = 어떤 온도에서의 습공기의 절대습도 (kg/kg') / 같은 온도에서의 포화습공기의 절대습도 (kg/kg')
◈ 열량
- 현열 : 상변화 없이 온도변화에만 소요되는 열량
- 잠열 : 온도변화 없이 상변화에만 소요되는 열량
ex) 물의 증발잠열 - 0ºC일 때 597.3kcal/kg, 100ºC일 때 538.8kcal/kg
얼음의 융해잠열 - 79.68kcal/kg
1kcal : 표준대기압하에서 순수한 물 1kg을 14.5ºC에서 15.5ºC로 1ºC 증가시키기 위해 필요한 열량
1BTU : 표준대기압하에서 순수한 물 1lb를 59.5ºF에서 60.5ºF로 1ºF 증가시키기 위해 필요한 열량
1CHU : 표준대기압하에서 순수한 물 1lb를 14.5ºC에서 15.5ºC로 1ºC 증가시키기 위해 필요한 열량
1J : 1N·m의 일에 해당하는 에너지
단위관계
| kcal | BTU | CHU | kJ | |
| kcal | 1 | 3.968 | 2.205 | 4.187 |
| BTU | 0.252 | 1 | 0.556 | 1.055 |
| CHU | 0.435 | 1.8 | 1 | 1.899 |
| kJ | 0.239 | 0.948 | 0.527 | 1 |
(국내에서는 kcal와 kJ만 쓰이므로 둘만 알면 되며, kcal에서 kJ로 바뀌는 추세 - 문제도 kJ로 풀것!!)
◈ 비열
어떤 물질 1kg을 1ºC 올리는데 필요한 열량 (kcal/kg·ºC)
1kcal/kg·ºC = 1kcal/kgf·K = 4.187kJ/kg·K
- 정압비열 Cp : 일정한 압력하에서 가열하는 경우의 비열
- 정적비열 Cv : 일정한 체적하에서 가열하는 경우의 비열
- 비열비 k : 정압비열과 정적비열의 비
------- k = Cp / Cv (공기의 경우 k=1.4)
◈ 밀도
단위 체적당 물질의 질량 (kg/㎥)
◈ 비중량
체적 1㎥의 물질의 무게 (kgf/㎥ 또는 N/㎥)
ex) 물의 비중량 γ = 9800N/㎥ = 1000kgf/㎥
◈ 비중
4ºC 물의 중량(또는 무게)에 대한 어떤 물질의 중량(또는 무게)비
◈ 비체적
물질 1kg이 차지하는 체적 = 밀도의 역수
◈ 압력
단위면적당 작용하는 힘
------- 1Pa = 1N / 1㎡
- 표준대기압
지구중력이 g = 9.81㎨이고 온도 0ºC에서 수은주가 760mmHg로 표시되는 압력 [1atm]
------- 1atm = 760mmHg = 1.03323kgf/㎠ = 10.3323mAq = 101325N/㎡ = 101.325kPa = 1.01325bar
- 절대압력 : 완전진공상태를 기준으로 하는 압력 (단위 뒤에 abs 또는 a를 붙임)
- 계기압력 : 대기압(760mmHg)을 기준으로 하는 압력 (단위 뒤에 g를 붙임. 생략하는 경우도 있음)
------- 절대압력 = 계기압력 + 대기압
- 진공압력 : 대기압을 기준으로 진공정도를 나타내는 압력 (학교에선 진공도라고 배웠는데...)- 압력단위변환1kgf/㎡ = 9.8N/㎡ = 9.8Pa
1torr = 1mmHg
◈ 동력
단위시간동안 행한 일량
1kW = 1kJ/s = 102kgf·m/s = 860kcal/h = 1.36PS
1PS = 75kgf·m/s = 632kcal/h (국제마력)
1HP = 76kgf·m/s = 641kcal/h (영국마력)
◈ 단위계
| 명칭 | 단위계 | |||
| 국제단위계 SI | 절대단위계 | 중력단위계(공학단위계) | ||
| MKS | MKS계 | 피트·파운드계 | ||
| 기본단위 | ||||
| 길이 | m | m | m | ft |
| 시간 | s | s | s | s |
| 질량 | kg | kg | kgf | lbf |
| 온도 | K | ºC | ºC | ºF |
| 조립단위 | ||||
| 힘 | N (=kg·㎨) | N (=dyn) | kgf | lbf |
| 압력 | Pa (=N/㎡) | Pa (=dyn/㎠) | kgf/㎠ | lbf/in2 |
| 에너지 일 열량 |
kJ (=kN·m) | kJ | kgf·m kgf·m kcal |
lbf·ft lbf·ft BTU |
| 동력 | kW (=kJ/s) | kW | kW (=860kcal/h) | kW (=3414BTU/h) |
| 적용례 | 공학, 물리 | 물리계 | 공학, 공업 | 공학, 공업(미국, 영국) |
1dyn = 1g * 1cm/s2