핵심 개념 정리
화공기사 핵심 개념 정리
화공기사 필기 핵심 개념 185개를 과목별로 모았습니다. 개념마다 뜻과 예제를 보고, 그중 176개에는 대표 기출도 실었습니다.
이렇게 보세요
과목 순서는 출제기준의 차례를 따릅니다. 같은 과목 안에서도 출제기준의 주요항목 순서대로 놓았습니다. 위에서부터 읽으면 시험 범위를 출제기준 차례대로 따라갈 수 있습니다. 개념 쪽을 열면 그 개념의 뜻과 예제, 자주 묻는 물음을 보고 바로 문제를 풀어 볼 수 있습니다.
공업합성 (28)
무기공업화학
- 황산 — 접촉식·원료·촉매독
- 질산 — 암모니아 산화·촉매·용도
- 염산 — 합성·원료·농도
- 인산 — 인광석 분해법·건식·습식 특징
- 탄산나트륨(소다회), 수산화나트륨(가성소다) — 제조법과 전기분해 및 관련 계산
- 기타 — 암모니아 산화·염전 전기분해·접촉식 황산 공정 핵심
- 암모니아 — 합성·수성가스·공간속도
- 비료 — N·P·K 분류과 제조·표시 기준
- 1차전지, 2차전지 — 전지의 종류와 전극 반응
- 연료전지 — 전해질·전극·형태 구분
- 부식, 방식 — 전기화학적 부식과 화학적 반응 구분
- 반도체원리 — 도핑·에칭·이온주입
- 반도체 원료 및 제조공정 — 단결정·도핑·세정·광촉매
유기공업화학
- 유기합성공업원료 — 출발물질과 생성물·DVS 계산
- 단위반응 — 원료·조건에 따른 생성물 매칭
- 천연가스 — LNG와 석유화학 공정 특징
- 석유정제 — 수증기증류·나프타 열분해·용제추출
- 합성수지원료 — 증류와 전화·정제의 구분
- 고분자 종류 — 중합 메커니즘과 물성 관련 핵심 개념
- 고분자 중합 — 중합 방법별 특징과 평균분자량 계산
- 고분자 물성 — 전도성·열적 특성·이성질체
공업화학제품 생산
- 배합, 공정 적정성 평가 — 폐수 처리와 물성 지표
- 품질평가 — 유지의 물성 지표와 수질 지표
- 공업용수처리 — 중금속 처리·경도·비저항
- 공업폐수처리 — 중금속 제거·응집·ppm 계산
환경·안전관리
반응운전 (63)
반응시스템 파악
- 반응의 분류 — Arrhenius·반감기·Damkohler
- 반응속도식 — Arrhenius와 속도상수 단위
- 활성화에너지 — 아레니우스 식과 계산 응용
- 부반응 — 반응속도·온도 의존성
- 한계반응물 — 반응차수·속도상수·활성화에너지
- 반응운전 화학조성분석 — 반응속도·활성화에너지
- 반응조건 도출(온도, 압력, 시간) — 온도·속도상수·혼화성
- 반응용매 — 혼화성 판단과 실무적 단서
- 균일·불균일 촉매 — 촉매의 속도·평형 영향
- 촉매 활성도 — 촉매 역할·평형·불균일 반응
- 촉매 교체주기 — 촉매특성 파악
- 촉매독 — 활성점 감소와 반응 영향
- 촉매 구조 — 세공부피·담체·평형 영향
- 촉매반응 매커니즘 — 불균일계 단계와 촉매의 역할
- 촉매특성 측정장비 — 세공부피·진밀도·불균일촉매
반응기설계
- 단일반응의 종류와 속도론 — 반응차수·미분·적분법·반감기
- 반응운전 다중반응, 순환식반응, 자동촉매반응 속도론 — CSTR·회분식·차수별 시간 계산
- 이상형반응기의 물질 및 에너지 수지 — 반응차수·반감기·무차원 반응속도상수
- 연속반응속도론 해석 — 중간생성물 최대시간·반응기 선택·온도분포
- 연속반응의 가역/비가역 반응 — 반응 속도와 평형·반응기 선택
- 최적반응조건 — 중간생성물 최적화·반응기·온도 프로파일
- 불균일 반응의 반응 변수 — 유효인자·Thiele 계수·율속단계
- 회분 및 흐름반응기의 설계방정식 — 반응기 설계
- 반응기의 특성 및 성능비교 — CSTR·PFR·배치 및 배치→유동 변환
- 비정상상태에서의 반응기운전 — 순환비와 반응기 형식에 따른 전화율 변화
- 반응기의 연결 — 반응기 효율 비교와 최적 배치
반응기와 반응운전효율화
- 직렬, 병렬 반응 — 공간시간과 평균체류시간
- 복합반응 — 연계·병렬·중합과 중간체 최적화
- 반응시간과 체류시간 — 선택도·공간속도·Damköhler수
- 선택도 — 원하는 생성물 대 원하지 않는 생성물 비율
- 전환율 — 공간시간과 반응속도
열역학 기초
- 차원과 단위 — 무차원수와 단위환산
- 압력, 부피, 온도 — 단위 변환과 절대압 계산
- 힘, 일, 에너지, 열 — 단위·차원·열역학
- 이상기체와 상태방정식 — 상태방정식 적용과 근사조건
- P?V?T관계 — 이상기체 상태방정식과 기체법칙 활용
- 기체혼합물과 실제기체 상태법칙 — 평균분자량과 상태방정식
- 액체와 초임계유체거동 — 액체 압력변화와 이상·실제기체 보정
- 닫힌계와 열린계 — 엔탈피·내부에너지·상태함수
- 열역학적 상태함수 — 상태함수와 경로함수
- 엔트로피와 열역학 제2법칙 — 엔트로피·가역·비가역
- 열효율, 일, 열 — 엔트로피와 등온/등엔탈피 과정
- 정용, 정압, 등온, 단열, 폴리트로프 과정 — 과정별 성질과 식
- 반응운전 열역학 제2법칙 — 카르노 열기관과 카르노 냉동기
유체의 열역학과 동력
- 잔류성질 — residual property 정의와 활용
- 2상계 — 몰리에 선도·등엔트로피·내부에너지 관계
- 열역학도표의 이해 — 잔류성질·몰리에·내부에너지 관계
- 압축성유체의 도관흐름 — 내연기관 사이클과 연소과정
- 터빈 — 사이클과 팽창·효율 핵심
- 내연기관 — 오토·디젤·카르노 사이클 구별
- 제트, 로켓기관 — 노즐·쵸킹·엔탈피·엔트로피
용액의 열역학
- 상평형과 화학포텐셜 — 퓨개시티와 화학포텐셜
- 퓨가시티(Fugacity)와 계수 — 퓨가시티·활동도·계수
- 혼합액의 평형해석 — 이상용액·과잉특성·깁스-두헴
- 혼합에서의 물성변화 — 과잉물성·활동도·혼합열
- 혼합과정의 열효과 — 라울의 법칙과 이상용액의 열역학
화학반응과 상평형
단위공정관리 (62)
물질수지 기초지식
- 대수적 풀이 — 질량수지와 용해도·희석 계산
- 대응 성분법 — 성분별 물질수지와 농도 계산
- 화공양론 — 몰수·화학량론·기체계산 기본
- 한정반응물과 과잉반응물 — 반응물 수지와 몰·질량 변환
- 과잉백분율 — 물질수지와 몰·질량 환산
- 전화율, 수율 및 선택도 — 반응물·생성물 계산의 기본
- 연소반응 — 연료 조성과 물질수지
- 순환 — 순환과 우회의 구별
- 분류 — 순환·우회와 조성 계산
- 퍼지(Purging) — 순환·우회 구분과 농도·물질수지 계산
에너지수지 기초지식
- 운동에너지와 위치에너지 — 에너지 보존과 계산
- 닫힌계/열린계의 에너지수지 — 계 경계와 에너지 항의 취급
- 에너지 수지 계산 — 엔탈피·열량·위치에너지
- 기계적 에너지 수지 — 에너지 보존과 단위 변환
- 열용량 — 정압·정적 열용량과 열량 계산
- 상변화조작 — 열용량과 상변화열 계산
- 혼합과 용해 — 용해도와 열용량·상변화 에너지수지
- 반응열 — 헤스의 법칙과 엔탈피 계산
- 생성열 — 헤스 법칙과 발열량 차이
- 연소열 — 발열량 종류·반응열 계산
- 연료와 연소 — 엔탈피·연소열·발열량 계산
유동현상 기초지식
- 유체 정역학적 평형 — 마노미터와 수두 변환
- 유체 정역학적 응용 — 마노미터와 수압 계산
- 유체의 유동 — 전이길이·연속방정식·유체거동
- 유체의 물질수지 — 유동특성과 계측·스케일링
- 유체의 운동량수지 — 속도분포·레이놀즈수·운동량 유속
- 유체의 에너지수지 — 유동층 구조와 손실 계산
- 유체의 수송 및 동력 — 유량계·압력손실·다단압축
- 유량측정 — 유량계 종류와 원리
열전달 기초지식
- 열전달기구 — 전도·대류·복사와 무차원수
- 전도 — 푸리에 법칙과 열저항을 이용한 전열계산
- 대류 — 대류열전달의 원리와 계산
- 복사 — 스테판-볼츠만·키르히호프·선형화
- 열교환기 — LMTD와 Q=U·A·ΔT 계산
- 증발관 — 증발능력과 열전달·농축 수지 계산
- 다중효용증발 — 증기 재사용과 열 효율
물질전달 기초지식
분리조작 기초지식
- 기액평형 — 라울트·달톤과 환류비 계산
- 증류방법 — 기-액평형·공비·환류비·수증기증류
- 다성분계 증류 — q선·최소환류비·물질수지
- 공비혼합물의 증류 — 기액평형과 상대휘발도·공급선
- 수증기증류 — 끓는점 낮춤과 열분해 방지
- 추출장치 및 조작 — 추출 원리와 용매 선정
- 추출계산 — 평형추출과 분배의 법칙
- 침출 — 고체-액체 추출의 정의와 선택도 계산
- 흡수, 흡착 장치 — 충전탑의 운전 이상과 설계기준
- 흡수, 흡착 원리 — 편류·플러딩·물질수지
- 충전탑 — 편류·HETP·공극률
- 건조 및 증발 원리 — 습도비·기화잠열·클라우지우스-크랩론
- 건조장치 — 습윤 상태 우선 판단과 습도 계산
- 습도 — 수증기분압·절대습도·비교습도
- 포화도 — 상대포화도·비교포화도·분압 관계를 이해한다
- 증발과 응축 — 증기압·습도·증발잠열
- 증기압 — 증기압과 습기 계산
- 분쇄이론 — 분쇄법칙과 분쇄장치 원리
- 분쇄기의 종류 — 분쇄 원리와 장비 선택
- 교반 — 교반기 유형과 점도 대응
- 반죽 및 혼합 — 분쇄법칙, 분쇄장치와 용해도 계산
- 결정화 — 석출 원리와 물질수지
- 막 분리 — 역삼투·다르시 법칙·흡수
- 여과원리 및 장치 — 막분리·충전물·HETP
화공계측제어 (32)
공정제어일반
공정의 거동해석
- 퓨리에(Fourier)변환과 라플라스(Laplace)변환 — 시간영역과 주파수영역의 변환 성질
- 적분의 라플라스(Laplace)변환 — 시간지연과 성질
- 미분의 라플라스(Laplace)변환 — 미분성질·시간지연
- 라플라스(Laplace) 역변환 — 존재조건과 쉬프트 특성
- 1차계의 전달함수 — 시정수와 펄스·계단 응답
- 2차계의 전달함수 — 감쇠계수과 과도응답
- 화공계측제어 제어계의 과도응답(Transient Response) — 시정수·감쇄·펄스 응답
제어계설계
- 전달함수와 블록다이아그램(Block Diagram) — PID·PI 제어특성
- 비례제어 — 편차·적분·미분의 역할 구분
- 비례-적분 제어 — 적분동작·윈드업·ZN튜닝
- 비례-미분 제어 — 위상 선행 효과와 와인드업·Ti·Td 관계
- 비례-적분-미분 제어 — 잔류편차 제거·주파수 특성
- 캐스케이드(Cascade) 제어 — 종속루프 속도 우선
- 화공계측제어 피드포워드(Feed Forward)제어 — 외란의 사전 측정과 보상
- 안정성 개념 — 특성방정식과 루스 판별
- 화공계측제어 특성방정식 — 안정성 판별과 근 위치의 물리적 의미
- 화공계측제어 루스-허비츠 안정판정 — 특성방정식과 Routh 표
- 특수한 경우의 안정판정 — 라우스·보데·고유치 이동 궤적 핵심판단
계측·제어 설비
- 도면기호와 약어 — 계측·전송기·열전대·4-20mA
- 부품의 구조와 용도 — 센서·전송기·제어밸브 특성
- 제어루프 — 센서·전송·제어·최종제어요소의 구성
- 분산제어장치(DCS) — 센서·전송기·제어밸브 및 제어루프 구성
- 컨트롤밸브의 종류와 용도 — 신호와 밸브 특성
- PLC의 구조와 원리 — 제어밸브·주파수응답·4~20mA
- 제어시스템 이론 — 제어밸브·신호변환·주파수 응답