열역학 기초사항 (열량·비열·엔탈피)

Heat, Specific Heat & Enthalpy

열량·비열·엔탈피는 공조·급탕 부하를 세는 기본 단위예요. 물 1 kg에 열을 더하면 현열 구간에서는 온도가 오르고, 잠열 구간에서는 온도가 멈춰요. 엔탈피 h는 내부에너지에 유동일을 더한 상태량으로 배관·열교환에 쓰기 편해요. 슬라이더로 가한 열량을 바꿔 T-h 곡선의 구간을 추적해 봐요.

현열과 잠열

🌡️ 열량의 두 얼굴

①현열: 온도를 바꾸는 열 → Q = m c ΔT

②잠열: 상변화를 일으키는 열 → Q = m L (융해·기화)

③물 1 kg, 0→100℃ 현열 ≈ 419 kJ, 기화잠열 ≈ 2257 kJ

④설비 부하는 현열·잠열을 나눠 산정한다

물 1 kg 가열 스테퍼

가한 열량 Q500 kJ

💡 관찰

①지금 상: 액상 현열, T ≈ 39.7℃, h ≈ 500 kJ/kg

②수평 구간 = 잠열(온도 일정, 상 변화)

③기울기 있는 구간 = 현열(비열로 T 상승)

핵심 공식

현열

Q = m c ΔT

질량 × 비열 × 온도차 [kJ]

잠열

Q = m L

질량 × 잠열 [kJ]

엔탈피

h = u + Pv

내부에너지 + 유동일 [kJ/kg]

시험 포인트

🎯 시험 포인트

①Q=mcΔT (현열), Q=mL (잠열) 구분

②비열 c 단위 kJ/kg·K, 잠열 L 단위 kJ/kg

③h=u+Pv, 정상유동에서 Δh가 핵심

④기화잠열이 액상 현열보다 훨씬 큼

📝 대표 기출 유형

①물 1 kg을 20℃→80℃ 가열 열량

②포화액→포화증기 필요 열량(잠열)

③엔탈피 정의와 단위