압력의 정의
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| P | 압력 | Pa(파스칼) |
| F | 면적에 작용하는 힘 | N(뉴턴) |
| W | 하중(무게로 주어질 때의 힘) | N |
| A | 받는 면적 | m² |
힘을 그 힘이 미치는 면적으로 나눈 값이 압력이다. 하중을 W로 적을 때는 P = W/A로 쓰며, 같은 힘이라도 좁은 면적에 걸리면 압력은 커진다.
공식 모음
가스기능사 공식 모음·정리
가스기능사 필기에서는 압력·부피·온도·연소를 다루는 계산 문제가 꾸준히 나온다. 이 쪽에서는 문제에 자주 등장하는 공식을 한자리에 모으고 변수 뜻과 단위까지 함께 정리했다. 공식을 한 번 훑은 뒤에는 실제 문제 풀이로 쓰임새를 익히는 것이 빠르다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
낙차에서 얻는 유체 속도
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| v | 유체가 얻는 속도 | m/s |
| g | 중력 가속도 | m/s² |
| h | 낙차(떨어지는 높이) | m |
높이 h에서 떨어지는 유체가 위치 에너지를 속도 에너지로 바꾸어 얻는 속도다. 낙차가 커질수록 속도는 빨라진다.
이상 기체의 부피(몰 수 기준)
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| V | 기체의 부피 | m³ |
| n | 몰 수 | mol |
| R | 기체 상수 | J/(mol·K) |
| T | 절대 온도 | K |
| P | 압력 | Pa |
이상 기체 상태식을 부피에 대해 정리한 꼴이다. 압력과 온도가 정해지면 기체의 부피를 바로 구할 수 있다.
이상 기체의 부피(질량 기준)
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| V | 기체의 부피 | m³ |
| m | 기체의 질량 | kg |
| R | 기체 상수(질량 기준 값) | J/(kg·K) |
| T | 절대 온도 | K |
| P | 압력 | Pa |
질량으로 주어진 기체의 부피를 구하는 식이다. 몰 수 대신 질량을 쓰기 때문에 기체 상수도 질량 기준 값을 써야 한다.
기체 상수의 정의
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| R | 기체 상수 | J/(mol·K) |
| P | 압력 | Pa |
| V | 부피 | m³ |
| n | 몰 수 | mol |
| T | 절대 온도 | K |
압력과 부피를 곱한 값을 몰 수와 절대 온도의 곱으로 나눈 것이 기체 상수다. 이상 기체에서는 이 값이 모든 상태에서 같게 유지된다.
비열비
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| K | 비열비 | 무차원 |
| Cp | 정압 비열 | J/(mol·K) |
| Cv | 정적 비열 | J/(mol·K) |
압력이 일정할 때의 비열과 부피가 일정할 때의 비열의 비율이다. 공기처럼 단원자·다원자 기체에 따라 값이 달라지며 단위가 없다.
비열비로 정압 비열 구하기
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| Cp | 정압 비열 | J/(mol·K) |
| K | 비열비 | 무차원 |
| R | 기체 상수 | J/(mol·K) |
비열비와 기체 상수만으로 정압 비열을 구하는 식이다. 같은 관계를 Cp = R/(K-1) + R로 펼쳐 적기도 한다.
폭발 위험도
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| H | 폭발 위험도 | 무차원 |
| UEL | 폭발 상한계(농도) | % |
| LEL | 폭발 하한계(농도) | % |
폭발 상한과 하한의 차이를 하한으로 나눈 값으로 가스의 위험 정도를 나타낸다. 폭발 범위가 넓고 하한이 낮을수록 값이 커져 더 위험하다.
이론 성능계수
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| COP | 성능계수 | 무차원 |
| T_L | 저온부의 절대 온도 | K |
| T_H | 고온부의 절대 온도 | K |
고온부와 저온부의 절대 온도만으로 구하는 이상적인 냉동 성능계수다. 두 온도의 차이가 작을수록 값이 커진다.
정압 비열과 정적 비열의 관계
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| Cp | 정압 비열 | J/(mol·K) |
| Cv | 정적 비열 | J/(mol·K) |
| R | 기체 상수 | J/(mol·K) |
정압 비열이 정적 비열보다 기체 상수만큼 크다는 관계식이다. 두 비열의 값이 하나 주어지면 나머지를 바로 구할 수 있다.
비열비로 정적 비열 구하기
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| Cv | 정적 비열 | J/(mol·K) |
| R | 기체 상수 | J/(mol·K) |
| K | 비열비 | 무차원 |
기체 상수를 비열비에서 1을 뺀 값으로 나누어 정적 비열을 구한다. 정압 비열 공식과 한 묶음으로 함께 익혀 두면 좋다.
섭씨 온도차를 화씨 온도차로 바꾸기
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| F | 화씨 눈금의 온도 차이 | °F |
| ΔC | 섭씨 눈금의 온도 차이 | °C |
같은 온도 차이를 화씨 눈금 값으로 바꿀 때 쓰는 환산식이다. 온도 '차이'를 다루는 식이므로 눈금의 시작점은 관계없다.
일의 단위 관계
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| J | 일·에너지의 단위(줄) | J |
| N | 힘의 단위(뉴턴) | N |
| m | 길이·거리의 단위(미터) | m |
일과 에너지의 단위인 줄을 힘과 거리의 단위로 나타낸 관계다. 일을 계산한 뒤 단위를 검토할 때 기준이 된다.
밀도에서 분자량 구하기
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| M | 분자량(몰 질량) | kg/mol |
| d | 기체의 밀도 | kg/m³ |
| R | 기체 상수 | J/(mol·K) |
| T | 절대 온도 | K |
| P | 압력 | Pa |
어떤 상태에서 잰 기체의 밀도로 그 기체의 분자량을 구하는 식이다. 밀도·압력·온도를 알면 몰 질량이 곧 나온다.
펌프의 축 동력
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| P | 펌프의 축 동력 | kW |
| ρ | 액체의 밀도 | kg/m³ |
| g | 중력 가속도 | m/s² |
| Q | 유량 | m³/s |
| H | 전양정(빨아올리는 높이) | m |
| η | 펌프 효율 | 무차원 |
단위 시간에 물을 밀어 올리는 데 필요한 동력을 구하는 식이다. 분모의 1000은 와트를 킬로와트로 바꾸는 것이고, 효율로 나누면 실제 축 동력이 된다.
이상 기체의 압력
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| P | 기체의 압력 | Pa |
| n | 몰 수 | mol |
| R | 기체 상수 | J/(mol·K) |
| T | 절대 온도 | K |
| V | 부피 | m³ |
이상 기체 상태식을 압력에 대해 정리한 꼴이다. 닫힌 용기에서 온도가 오를 때 압력이 얼마나 커지는지 구하는 데 쓴다.
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