압축기 · 냉동기 · 보일러 · 증기 터빈은 앞에서 다룬 열역학 법칙이 실제 기계에 붙는 자리다. 압축기 · 보일러 · 터빈은 유체가 계속 드나드는 정상 유동 장치라, 받은 열에서 한 일을 뺀 값이 나가고 들어온 엔탈피 차가 되도록 에너지를 따진다. 냉동기는 일을 넣어 저온의 열을 고온으로 옮기는 장치라 제2법칙과 역카르노 상한이 붙는다. 그림은 고른 기기를 상자로 두고 왼쪽에서 들어와 오른쪽으로 나가는 흐름, 위 · 아래로 드나드는 일 · 열을 화살표로 그린다(엔진은 앞 강의 공기표준 사이클).
네 기기, 네 화살표
적용사례
기기별 법칙과 흐름
기기
법칙
흐름
압축기
제1법칙 · 일이 들어감
저압 기체 → 고압 기체
냉동기
제2법칙 · 역카르노
저온 열 → 고온 열
보일러
제1법칙 · 열이 들어감
물 → 증기
증기 터빈
제1법칙 · 일이 나감
고압 증기 → 저압 증기
기기를 눌러 흐름 보기
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ΔU=Q−W. COP_R. η.
기기 상자. 왼쪽으로 들어와 오른쪽으로 나가고, 위 · 아래 화살표가 일 · 열
💡 지금 기기
①냉동기: 저온 열 → 고온 열
②제2법칙 · 역카르노
③압축기 일 = 나가는 엔탈피 − 들어오는 엔탈피, 터빈 일 = 들어오는 엔탈피 − 나가는 엔탈피(열 손실 무시)
④엔진은 앞 강의 오토 · 디젤 · 사바테 사이클로 다뤘다
식을 한곳에
밀폐계 제1법칙
ΔU = Q - W
흐르는 장치는 같은 생각을 정상 유동식 Q − W = 엔탈피 차로 쓴다
냉동 COP
COPR = TLTH - TL
냉동기의 상한
열기관 상한
η = 1 - T2T1
엔진 · 터빈이 넘지 못하는 선
시험 포인트와 기출 유형
🎯 시험 포인트
①압축기 · 엔진 · 냉동기 · 보일러 · 증기 터빈
②압축기 = 일 입력, 터빈 = 일 출력
③냉동기 = 역카르노
④보일러 = 열 입력으로 물을 증기로
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 압축기와 터빈의 일 방향 차이는? (답: 압축기는 일을 받고 터빈은 일을 낸다)