홈 > 강의소개
화공양론 문제풀이
국준원 교수
연세대학교 화공생명공학 박사졸업
연세대학교 화공생명공학 박사졸업
현) 유니와이즈 전임교수
전공 및 연구분야) 식품 또는 천연물 소재를 활용하여
core-shell 구조의 고분자(또는 lipid) 나노입자 합성 및 특성
AI가 이끄는 스마트한 학습 경험, AI 튜터와 함께 더 빠르고, 더 깊게 학습하세요.
긴 강의 내용을 AI가 핵심만 요약하여 복습 시간을 단축시킵니다.
강의에서 가장 중요한 키워드와 개념을 자동으로 추출해 제공합니다.
학습한 내용을 바탕으로 AI가 생성한 퀴즈를 풀며 이해도를 점검합니다.
모르는 부분을 24시간 언제든 AI 튜터에게 질문하고 답변을 받습니다.
총 4개 챕터, 12강으로 구성되어 있습니다.
| 제목 | 강의시간 | 상세내용 |
|---|---|---|
| 1장. 기초 개념, 물질수지 | ||
|
[1강] 기초 개념, 물질수지
|
0:
31:
18
|
|
|
단위 환산 및 물질수지 기초 문제 풀이
• 단위 환산: 미국 공학 단위와 SI 단위 간 변환을 통해 힘·동력·압력 등 공학 물리량을 계산하는 원리 • 물질수지 원리: 유입(In)-유출(Out)=축적(Accumulation) 공식을 적용하여 공정의 총괄 및 성분별 질량 변화를 분석 • 공학 문제 적용: 밀도·비중·조성 등 주어진 조건으로 계산 기준(Basis)을 설정하고 물리량을 환산하는 문제 해결 절차 |
||
| 2장. 물질수지 | ||
|
[2강] 물질수지, 비반응 물질수지
|
0:
43:
18
|
|
|
비반응 시스템의 물질수지 문제풀이
• 물질수지 기본 원리: 시스템 경계와 계산 기준 설정 후, 미지수와 독립 방정식 수를 비교하여 해의 존재 여부를 판단하는 분석 절차. • 혼합·분리 공정 계산: 공급물과 생성물의 유량 및 조성을 구하기 위해 전체 및 성분수지식을 수립하고 연립하여 해결하는 과정. • 단위 변환 및 결정화 계산: 몰분율과 질량분율을 상호 변환하거나, 수화물 결정의 조성을 분자량으로 계산하여 물질수지에 적용하는 방법. |
||
|
[3강] 반응을 포함하는 물질수지
|
0:
45:
21
|
|
|
반응계 물질수지 계산 및 문제 풀이
• 반응계 물질수지: 화학 반응의 양론 관계를 기반으로 한계반응물을 판별하고, 이를 기준으로 물질의 흐름을 정량적으로 계산하는 원리. • 반응진행도(ξ): 단일 변수를 통해 반응물의 소모량과 생성물의 생성량을 통합적으로 표현하여 복잡한 시스템을 해석하는 도구. • 반응 효율 지표: 완결도(한계반응물 기준), 전환율(특정 반응물 기준), 수율(생산량 기준)을 통해 반응의 효율성을 평가. |
||
|
[4강] 다양한 타입의 물질수지
|
0:
46:
11
|
|
|
연소, 중화, 순환 공정에서의 복합 물질수지 계산
• 복합 공정 물질수지: 연소·중화·분리 공정이 결합된 시스템에서 원소 또는 분자수지를 통해 각 흐름의 양과 조성을 계산하는 원리 • 순환(Recycle) 공정 물질수지: 전체 공정 수지와 단위 공정(반응기, 혼합점) 수지를 분리하고 전화율을 적용하여 순환 흐름을 정량화하는 절차 • 물질수지 계산 변수: 계산 기준(Basis) 설정, 과잉 반응물 투입량, 단일 통과 및 총괄 전화율(Conversion)을 이용한 반응량 분석 방법 |
||
| 3장. 기체, 액체, 증기 | ||
|
[5강] 이상기체와 실제기체(1)
|
1:
02:
09
|
|
|
이상기체와 실제기체 상태방정식 문제풀이
• 이상기체 상태방정식(PV=nRT): 절대온도·절대압력 단위 변환을 통해 기체의 압력, 질량, 유량 등을 계산하는 기본 원리 • 실제기체 상태방정식: 압축인자(z) 및 Van der Waals식을 활용, 임계 물성과 환산 변수를 통해 비이상적 기체 거동 분석 • 기체 혼합물과 물질수지: Kay's Rule로 혼합물의 유사 임계 물성을 계산하고, 상태방정식을 물질수지에 적용하여 공정 변수 해석 |
||
|
[6강] 이상기체와 실제기체(1), 다상계 평형(1)
|
0:
27:
43
|
|
|
다상계 평형 문제 풀이: Antoine 식, 증기압, 이슬점 계산
• Antoine 식: 실험 데이터를 기반으로 특정 온도에서 물질의 증기압을 추정하는 반경험식. • 분압 및 포화 증기압: 혼합 기체 내 성분 압력을 정의하고, 포화 상태에서 기체-액체 평형 관계를 계산하는 핵심 원리. • 이슬점 계산: 물질 수지를 통해 혼합 기체 내 수증기 분압을 계산하여 응축이 시작되는 온도를 결정하는 절차. |
||
|
[7강] 다상계평형(2)
|
0:
28:
58
|
|
|
다상계 평형: 상률 및 상평형도 문제 풀이
• 헨리 법칙 (Henry's Law) : 묽은 용액에서 기체의 용해도와 평형 농도를 계산하고, 이를 기체 제거 공정 설계 및 가스 방출량 추정에 응용. • 라울 법칙 (Raoult's Law) : 이상 용액 혼합물의 증기압을 계산하여 액상 및 기상의 몰분율을 결정하고, 앙투안 식과 연계하여 발화점을 예측. • 물질 수지와 상평형 원리 : 연소 공정의 물질 수지를 통해 연돌가스 조성을 분석하고 수증기 부분압을 계산하여 이슬점을 결정하는 절차. |
||
| 4장. 에너지 | ||
|
[8강] 에너지 수지식(1)
|
0:
35:
55
|
|
|
에너지 수지식 적용 문제 풀이 (1)
• 일(Work) 및 열(Heat) 계산: 피스톤-실린더 시스템의 팽창 일($W = -\int p dV$)과 원형관의 열전달량($\dot{Q} = hA\Delta T$) 산출 원리 • 엔탈피 및 내부에너지 변화: 증기 테이블 등 물성치 데이터를 이용한 비엔탈피($\hat{H}$) 변화 계산과 이상기체 관계식($\Delta \hat{H} = \Delta \hat{U} + R\Delta T$) 적용 • 에너지 변환 및 수지식 응용: 운동에너지, 열에너지 등 에너지 형태별 변환 효율 분석 및 이상기체 상태방정식을 이용한 공정 변화 해석 |
||
|
[9강] 에너지 수지식(2)
|
0:
23:
41
|
|
|
에너지 수지식 응용: 폐쇄계 및 개방계 문제 풀이
• 에너지 수지식: 폐쇄계·개방계 및 정상·비정상상태 조건에 따라 에너지 변화(ΔU, ΔH)를 계산하는 핵심 원리 • 시스템 유형별 단순화: 문제 조건(단열, 정상상태 등)을 분석하여 에너지 수지식의 Q, W, ΔKE, ΔPE 항을 제거하는 절차 • 상태량 계산: 수증기 표(Steam Table) 등 물성 데이터를 활용하여 내부 에너지(U), 엔탈피(H) 등 특정 상태의 물리량을 산출 |
||
|
[10강] 에너지 수지식(반응이 있는 공정)(1)
|
0:
30:
20
|
|
|
반응 공정의 에너지 수지식 문제 풀이
• 반응 공정 에너지 수지: 생성열·반응열 개념을 적용하여 닫힌계의 내부에너지(ΔU)와 열린계의 엔탈피(ΔH) 변화를 계산하는 기본 원리 • 특정 조건 반응열 계산: 열용량(Cp) 적분을 통해 특정 온도의 반응열을 구하거나, 기화열을 이용해 상(phase)이 다른 물질의 반응열을 산출 • 생성열과 연소열 관계: 연소열(ΔHc) 데이터로 미지 물질의 생성열(ΔHf)을 역산하거나, 생성열 데이터로 전체 반응열(ΔHrxn)을 계산하는 방법 |
||
|
[11강] 에너지 수지식(2), 습도선도와 이용(1)
|
0:
40:
06
|
|
|
에너지 수지 및 습도 계산 문제 풀이
• 에너지 수지 계산: 정상 상태 개방계에서 반응물과 생성물의 엔탈피 차이를 이용해 공정의 열전달(Q) 및 반응열(ΔH) 산출 • 연료 발열량 계산: 혼합 연료의 연소열을 기반으로 생성된 물(H₂O)의 상태에 따라 고발열량(HHV)과 저발열량(LHV)을 구분하여 계산 • 습도 분석: 기체의 부분압과 포화 증기압 관계를 이용해 상대습도, 이슬점을 구하고, 물질수지를 통해 응축수 양을 정량화 |
||
|
[12강] 습도선도와 이용(2)
|
0:
43:
53
|
|
|
습도선도 응용: 혼합, 냉각, 건조 문제 풀이
• 습도선도: 건구·습구 온도를 이용해 습한 공기의 절대습도·엔탈피·이슬점 등 상태량을 파악하고 공정 변화를 분석하는 도표. • 물질 및 에너지 수지: 건조 공기(BDA)를 기준, 질량 보존과 에너지 보존 법칙을 적용하여 혼합·가열·냉각·건조 공정의 미지 상태량 계산. • 습공기 공정 분석: 단열 혼합·냉각 조건 분석, 가열기 필요 열량 산출 등 다양한 공정 변화를 물질·에너지 수지를 통해 정량적으로 해석. |
||
국준원 교수님
화공양론 문제풀이
