수송기술 중간고사 학습 정리 | 기초 열역학 98쪽까지
중간고사 학습 정리
기초 열역학 98쪽까지
교재의 개념부터 LMS 강의, 필기하며 보는 판서 영상, 수식 유도 영상과 문제 풀이 영상까지.
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학습 범위: 『기초 열역학』(2026년 개정판, 283쪽) 본문 시작부터 98쪽 ‘이상기체의 상태 변화 정리’까지입니다. 99쪽부터의 제2법칙·엔트로피·카르노 사이클은 이 안내의 본문 범위에서 제외합니다.
읽는 순서: 교재와 핵심 개념 → LMS 강의 → 필요한 개념 판서 영상·수식 유도 영상 → 교재 문제를 먼저 푼 뒤 풀이 영상으로 확인하세요. ‘홈페이지 강의 노트’은 해당 단원의 기존 강의 글입니다.
열역학의 기본 언어교재 10~23쪽
열역학의 개요
열역학은 에너지의 저장·전달·변환을 다룹니다. 열과 일, 계가 가진 에너지를 구별하며 전체 흐름을 먼저 익힙니다.
계·경계·주위
해석할 대상을 계로 정하고 경계 밖을 주위로 구분합니다. 개방계는 질량과 에너지, 밀폐계는 에너지가 경계를 통과할 수 있으며 고립계는 둘 다 통과하지 않습니다.
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개념 판서 영상
계의 종류 ↗영상 보기 https://youtu.be/q6-cSH6h8UY
상태량과 과정
압력·온도·체적·내부에너지처럼 상태로 정해지는 양과, 경로에 따라 달라지는 열·일을 구별합니다. 준평형 과정은 매 순간 평형에 매우 가까운 상태를 거치는 이상화입니다.
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개념 판서 영상
상태량과 경로함수 ↗영상 보기 https://youtu.be/T1CaMFsNvBo
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개념 판서 영상
준평형 과정 ↗영상 보기 https://youtu.be/6TxW8MVKB78
사이클과 작업 유체
사이클은 여러 과정을 거쳐 처음 상태로 돌아오는 변화입니다. 작업 유체는 장치 안에서 에너지를 전달하고 변환하는 물질입니다.
단위와 물리량교재 24~39쪽
단위와 환산
계산 전에 물리량과 단위를 확인합니다. 질량·힘, 에너지·동력을 구별하고 같은 단위계로 환산한 뒤 식에 대입합니다.
힘과 압력
힘은 F=ma, 압력은 P=F/A로 구합니다. 상태 방정식에는 절대압력을 사용하며 게이지압력과 절대압력을 구분합니다.
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개념 판서 영상
압력과 단위 ↗영상 보기 https://youtu.be/WrNKV2yyzfI
일과 동력
일은 힘에 의한 에너지 전달이고, 동력은 단위 시간당 일입니다. 기체의 팽창·압축에서는 압력과 체적 변화가 일을 결정합니다.
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개념 판서 영상
일과 동력 ↗영상 보기 https://youtu.be/8H-f3FD_gFA
비체적·밀도·온도·몰
비체적은 단위 질량당 체적, 밀도는 단위 체적당 질량입니다. 기체 관계식의 온도는 K로 바꾸고, 질량 기준과 몰 기준 기체상수를 구별합니다.
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개념 판서 영상
비체적과 밀도 ↗영상 보기 https://youtu.be/vP6iZo_pShA
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개념 판서 영상
온도와 절대온도 ↗영상 보기 https://youtu.be/kg1OEZzaU0U
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개념 판서 영상
몰과 몰 질량 ↗영상 보기 https://youtu.be/0uVFsvP11-Y
에너지와 열교재 40~54쪽
운동·위치 에너지
운동에너지는 질량과 속도의 제곱에, 위치에너지는 질량과 높이에 비례합니다. 기체의 거시적 운동과 내부에너지를 구별합니다.
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개념 판서 영상
운동·위치 에너지 ↗영상 보기 https://youtu.be/acUC_Hdpv38
내부에너지와 에너지 단위
내부에너지는 물질 내부의 미시적 에너지를 나타내는 상태량입니다. 전체량 U와 단위 질량당 값 u를 구분합니다.
열·현열·열평형
현열은 상변화 없이 온도를 바꾸는 열입니다. 열손실이 없는 혼합에서는 뜨거운 물체가 잃은 열과 차가운 물체가 얻은 열이 같습니다.
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개념 판서 영상
열평형과 혼합 온도 ↗영상 보기 https://youtu.be/ylY5EG4aVTQ
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개념 이해 영상
열평형은 왜 중간 온도가 아닐까? ↗영상 보기 https://youtu.be/aACpF-iSqvs
잠열과 상변화
잠열은 상변화에 수반되는 열입니다. 일정 압력의 순물질 상변화에서는 열이 출입해도 온도가 일정할 수 있습니다.
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개념 판서 영상
현열과 잠열 ↗영상 보기 https://youtu.be/13hj5Bi_4qQ
제1법칙과 경계일교재 56~70쪽
열역학 제1법칙
에너지 보존을 계에 적용합니다. 밀폐계에서 운동·위치 에너지 변화를 무시하면 공급 열은 내부에너지 증가와 계가 한 일로 나뉩니다.
엔탈피와 정압 열량
엔탈피는 H=U+PV로 정의되는 상태량입니다. 정압 밀폐계에서 경계일만 있고 운동·위치 에너지 변화를 무시하면 Q=ΔH가 됩니다.
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수식 유도 영상
엔탈피와 정압 열량 Q=ΔH ↗영상 보기 https://youtu.be/Yf_MbLCZ0Jo
경계일과 P–V 선도
준평형 팽창·압축에서 경계일은 P–V 선도 아래 면적입니다. 경로가 다르면 처음과 끝 상태가 같아도 일이 달라집니다.
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수식 유도 영상
경계일 W=∫P dV ↗영상 보기 https://youtu.be/9qHGXmHu7rA
이상기체와 비열교재 71~86쪽
이상기체 상태 방정식
압력·체적·온도·질량 사이의 관계를 이상기체 모델로 표현합니다. 전체 체적 V와 비체적 v에 맞는 식을 선택합니다.
상태 방정식의 활용
기체의 질량이 일정할 때 두 상태를 연결합니다. 주어진 값의 단위와 기체상수의 기준을 먼저 확인하고 미지수를 구합니다.
비열·내부에너지·엔탈피
이상기체의 내부에너지와 엔탈피는 온도로 결정됩니다. 비열이 일정한 경우 ΔU=mcᵥΔT, ΔH=mcₚΔT를 사용합니다.
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수식 유도 영상
비열 관계식 cₚ−cᵥ=R ↗영상 보기 https://youtu.be/wQhjQNal-KY
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수식 유도 영상
몰 비열: kg에서 kmol로 ↗영상 보기 https://youtu.be/rBFFU2e4jR0
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예제 풀이 영상
예제 2.38·2.42·2.43 · 81·83~84쪽 ↗영상 보기 https://youtu.be/Zk-qW0N11mA
비열 관계식 계산
비열 차와 비열비를 함께 사용해 cₚ, cᵥ를 구하고 에너지 변화량에 적용합니다. 온도차는 K와 ℃에서 수치가 같습니다.
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예제 풀이 영상
예제 2.44·2.47·2.49 · 84~86쪽 ↗영상 보기 https://youtu.be/UWY3srS2GMg
네 가지 상태 변화교재 87~98쪽
정적 과정
체적이 일정하므로 경계일은 0입니다. 경계일 외의 일이 없는 밀폐계에서는 출입 열이 내부에너지 변화와 같습니다.
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수식 유도 영상
정적·정압 과정의 관계식 ↗영상 보기 https://youtu.be/J_P44_vLBIk
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예제 풀이 영상
예제 2.50·2.52·2.54 · 88~90쪽 ↗영상 보기 https://youtu.be/4-e2J86JswY
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연습문제 풀이 영상
2.12 정적 냉각 · 121쪽 ↗영상 보기 https://youtu.be/mhKmJ6YY3ik
정압 과정
압력이 일정할 때 경계일은 압력과 체적 변화의 곱입니다. 열량·일·내부에너지 변화를 각각 구해 제1법칙으로 확인합니다.
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수식 유도 영상
정적·정압 과정의 관계식 ↗영상 보기 https://youtu.be/J_P44_vLBIk
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예제 풀이 영상
예제 2.55·2.57·2.59 · 91~93쪽 ↗영상 보기 https://youtu.be/8616wCUn4oA
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연습문제 풀이 영상
2.11 정압 과정의 일과 열량 · 120쪽 ↗영상 보기 https://youtu.be/muA_JwkJYOo
등온·단열 과정과 종합
이상기체 등온 과정은 ΔU=0이며 Q=W입니다. 단열 과정은 Q=0이며 ΔU=−W입니다. PVᵏ=일정은 이상기체의 가역 단열 과정에 적용합니다.
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수식 유도 영상
등온 과정의 일: 로그가 나오는 이유 ↗영상 보기 https://youtu.be/96EgrrA4tr8
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수식 유도 영상
가역 단열 PVᵏ=일정 ↗영상 보기 https://youtu.be/en0iUtdkNbA
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예제 풀이 영상
예제 2.60·2.61·2.62 · 94~95쪽 ↗영상 보기 https://youtu.be/ILQg51UlF58
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예제 풀이 영상
예제 2.63·2.64·2.65 · 96~97쪽 ↗영상 보기 https://youtu.be/wVKHtITz8TY
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연습문제 풀이 영상
2.7 등온 과정의 일과 열량 · 119쪽 ↗영상 보기 https://youtu.be/Cjm031IWwVY
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연습문제 풀이 영상
2.8 정압·등온 일의 비교 · 119쪽 ↗영상 보기 https://youtu.be/T2bih9BaJSY
98쪽 핵심 정리조건을 먼저 읽고, 열·일·내부에너지의 관계를 선택하세요.
| 과정 | 고정 조건·상태 관계 | 일 W | 열과 에너지 |
|---|---|---|---|
| 정적 | V 일정 P/T 일정 |
0 | Q = ΔU = mcᵥΔT |
| 정압 | P 일정 V/T 일정 |
P(V₂−V₁) | Q = ΔH = mcₚΔT |
| 등온 | T 일정 PV 일정 |
mRT ln(V₂/V₁) | ΔU = ΔH = 0 Q = W |
| 가역 단열 | Q = 0 PVᵏ 일정 |
(P₂V₂−P₁V₁)/(1−k) | ΔU = −W |
표는 일정 질량의 이상기체, 경계일만 있는 밀폐계, 운동·위치 에너지 변화 무시를 기준으로 합니다. 비열을 포함한 식은 비열 일정, 경계일 적분식은 준평형 과정에 적용합니다. 단열 관계식의 k는 cₚ/cᵥ입니다.
- 문제의 압력은 절대압력인가? 온도는 K로 바꾸었는가?
- V와 v, U와 u, 질량 기준 R과 몰 기준 Rᵤ를 구분했는가?
- 팽창·압축, 가열·냉각에 맞게 Q·W·ΔU의 부호를 정했는가?
- 정적·정압·등온·단열 중 어떤 조건인지 먼저 표시했는가?
- 계산 뒤 Q = ΔU + W로 확인했는가?
연습문제 모아보기문제의 수록 쪽수가 98쪽 뒤여도, 풀이 개념은 중간고사 범위에 해당할 수 있습니다.
다음은 98쪽까지의 내용과 연결되는 복습 문제입니다. 교재에서 문제를 먼저 풀고 관련 개념과 풀이를 확인하세요.
| 문제·수록 쪽 | 연결 개념 | 학습 자료 |
|---|---|---|
| 2.1 · 118쪽 | 등온 일·엔탈피 변화·정적 내부에너지 변화 |
비열과 에너지 · 등온·단열 강의
전용 풀이 영상 연결 없음 |
| 2.7 · 119쪽 | 등온 팽창의 일과 열량 | 연습문제 2.7 풀이 ↗영상 보기 |
| 2.8 · 119쪽 | 정압·등온 과정의 일 비교 | 연습문제 2.8 풀이 ↗영상 보기 |
| 2.10 · 120쪽 | 보일·샤를 법칙과 이상기체 상태 방정식 |
상태 방정식 강의
전용 풀이 영상 연결 없음 |
| 2.11 · 120쪽 | 정압 과정의 일·열량·제1법칙 | 연습문제 2.11 풀이 ↗영상 보기 |
| 2.12 · 121쪽 | 정적 냉각의 최종 온도·내부에너지 | 연습문제 2.12 풀이 ↗영상 보기 |
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