기술사 서브노트 | 엔탈피

기술사 서브노트 | 엔탈피

기술사 공부를 하다 보면, 개념은 알겠는데 실제 시험장에서 어떻게 적어야 하는지 막막한 경우가 많습니다. 그래서 준비했습니다.

엔탈피에 대한 내용을 실제 시험장에서 적을 수 있는 수준의 난이도로 서브노트로 만들어 보았습니다. 이 서브노트를 틈틈이 보시고 시험장에 들어가시면 답안지를 막힘없이 적는 데에 분명 큰 도움이 될 것입니다. 그럼 다들 원하시는 기술사 시험 꼭 합격하시길 바랍니다.


📌 개요
(내용) 엔탈피는 열역학에서 중요한 개념으로, 일정한 압력하에서 시스템이 보유한 총 에너지의 척도를 의미합니다. 내부 에너지에 압력과 부피의 곱을 더한 값으로 정의되며, 특정 공정에서의 열 교환을 이해하는 데 필수적입니다.


📌 엔탈피의 정의
엔탈피는 다음과 같이 정의됩니다.
H = U + PV
여기서 H는 엔탈피, U는 내부 에너지, P는 압력, V는 부피를 나타냅니다.


📌 엔탈피 변화
공정이 등압(일정 압력) 조건하에서 이루어질 경우, 시스템에 가해지는 열량은 엔탈피의 변화와 동일합니다. 즉, ΔH = Q이며, 이는 보일러, 열교환기 등의 장치에서 매우 중요한 개념입니다.


📌 엔탈피의 응용
엔탈피 개념은 다음과 같은 분야에서 응용됩니다.
• 증기와 냉매의 에너지 분석
• HVAC 시스템의 냉난방 부하 계산
• 연소 엔탈피를 이용한 연료의 효율 평가
• 화학 반응에서의 발열 및 흡열 반응 분석


📌 엔탈피와 열역학 제1법칙
엔탈피는 열역학 제1법칙과 밀접한 관련이 있습니다. 열린 시스템에서 에너지 출입을 설명할 때, 엔탈피는 유량의 에너지를 고려하는 데 매우 유용한 변수입니다. 특히, 산업 공정에서는 유체의 입출력 에너지 분석에 널리 활용됩니다.


📌 엔탈피의 측정 방법
엔탈피는 직접 측정할 수 없으며, 통상적으로 열역학적 관계를 통해 간접적으로 산출합니다. 실무에서는 엔탈피-엔트로피 선도(h-s 선도)나 몰리에 선도를 활용하여 시스템의 상태를 분석합니다.


📌 단위 및 환산
엔탈피의 단위는 국제단위계(SI)에서는 주로 kJ/kg을 사용하며, 미국 단위계에서는 Btu/lb로 표현됩니다. 1 Btu는 약 1.055 kJ로 환산됩니다.


📌 관련 공식
엔탈피와 관련된 주요 공식들은 다음과 같습니다.

• 등압 공정 : Q = ΔH
• 이상기체의 엔탈피 : H = Cp × T
• 포화 증기 엔탈피 : h_fg = h_g - h_f


📌 실무 적용 사례
실무에서는 보일러 시스템, 터빈, 냉동기, 공기조화기 등의 장비에서 엔탈피를 이용하여 열효율을 분석하고 운전 조건을 최적화하는 데 활용됩니다.

이 서브노트를 반복 학습하면서 엔탈피의 개념을 명확하게 이해하고, 실무 적용 사례를 적극적으로 학습해 보시기 바랍니다.