대기환경기사 열수지 — 연소실 용적과 공기비 부족의 손실

보일러 열효율은 들어간 열 가운데 실제로 흡수된 몫을 백분율로 나타낸 값이다. 공급열량은 연료 소비량에 발열량을 곱해 구하고, 효율은 흡수열량을 공급열량으로 나눈 뒤 100을 곱한다. 발열량 9,000kcal/kg인 석탄을 시간당 80kg 태우면 공급열량은 720,000kcal/h이고, 흡수열량이 600,000kcal/h라면 효율은 600,000을 720,000으로 나눈 약 83.3%가 된다. 분모에 흡수열량을, 분자에 공급열량을 넣으면 100%를 넘는 값이 나오므로 계산 전에 자리를 확인한다.

증기를 만드는 보일러는 엔탈피 차이로 효율을 구한다. 증기량에 증기엔탈피와 급수엔탈피의 차이를 곱한 것이 흡수열량이고, 연료량에 발열량을 곱한 것이 공급열량이다. 이때 증기량은 kg, 엔탈피는 kJ/kg, 연료량은 kg, 발열량은 kJ/kg으로 단위를 맞추어야 한다. 단위를 섞으면 숫자가 아무리 맞아도 답이 어긋난다.

온도 환산은 섭씨를 거쳐 간다. 화씨 200℉는 (200 − 32) × 5/9로 섭씨 약 93.3℃가 되고, 여기에 273.15를 더하면 약 366.5K, 곧 367K에 가까운 값이 된다. 화씨 값을 그대로 273을 더해 절대온도로 적은 선지가 함정이다.

열역학 낱말은 정의의 한 조각을 바꾸어 출제된다. 비열은 단위 질량의 물질을 1℃ 올리는 데 필요한 열량이고 상태함수이며, 이상기체에서는 정압비열과 정적비열의 차이가 기체상수 R만큼 난다. 현열은 온도만 바꾸고 상태 변화는 일으키지 않는 열이다. 엔탈피도 상태함수이므로 경로와 무관하고, 흡열반응에서는 계의 엔탈피가 늘어난다. 깁스 자유에너지 변화가 음수이면 자발적, 양수이면 비자발적이다. 르샤틀리에 원리는 평형 상태의 계에 온도나 압력 변화를 주면 그 변화를 줄이는 방향으로 반응이 진행된다는 원리이다. 이처럼 열수지는 계산에서 분모를 바로잡고, 개념에서 상태함수와 경로 의존성을 갈라 두는 과목이다.