코딩하는 복학생

이동현상 · 열역학 시리즈[열역학 4편] 펌프와 열교환기를 지배하는 '에너지 보존의 법칙'열, 일, 내부에너지의 차이부터 화공기사 부호 함정까지 완벽 정리시리즈 4편 / 12편 약 12분 읽기 화학공학 · 기계공학이동현상 수업에서 에너지 균형식을 처음 유도할 때 멘붕에 빠지는 분들 많으시죠? 식에 등장하는 항이 너무 많습니다. 내부에너지, 엔탈피, 열 유속, 일... 각각이 대충 뭔지는 알겠는데, 도대체 왜 열린계와 닫힌계에서 식의 형태가 달라지는지 헷갈리기 시작합니다.이 편에서 그 혼란을 완전히 종결하겠습니다. EPC 실무에서 열교환기나 펌프 용량을 산정하는 가장 근본적인 뼈대이자, 열역학 제1법칙(에너지 보존)이 이동현상의 수식으로 어떻게 변신하는지 그 과정을 추적해 봅시다.제1법칙의 핵심: 에너지는..

이동현상 · 열역학 시리즈[열역학 3편] 온도계의 배신을 막는 '열역학 0법칙'단순한 온도 측정이 플랜트 제어와 MATLAB 시뮬레이션의 뼈대가 되기까지시리즈 3편 / 12편 약 10분 읽기 화학공학 · 기계공학온도는 누구나 압니다. 하지만 전공 면접에서 "온도가 뭡니까?"라고 물으면 순간 말문이 막히죠. 분자의 평균 운동에너지? 맞는 말이지만, 열역학적 대답으로는 살짝 아쉽습니다. 열역학에서 온도는 훨씬 더 엄밀하고 조심스럽게 정의됩니다.이 편에서는 온도의 열역학적 의미와, 공장에 깔린 수천 개의 온도 센서 값을 우리가 '믿고' 공정을 제어할 수 있게 해주는 열역학 제0법칙을 다룹니다. 이동현상에서 열전달 계산 시 온도차(ΔT)를 구동력으로 쓰는데, 그 구동력의 뼈대가 어디서 오는지 꽉 잡고 가겠습니다..

이동현상 · 열역학 시리즈[열역학 2편] 식 세우기의 절반은 '계(System)' 설정이다이동현상 셸 밸런스부터 플랜트 공정 설계까지, 모든 계산의 첫 단추시리즈 2편 / 12편 약 10분 읽기 화학공학 · 기계공학이동현상 문제를 풀 때나 거대한 화학 플랜트를 설계할 때, 가장 먼저 해야 하는 일은 무엇일까요? 교수님들도, 현업 엔지니어들도 입을 모아 "먼저 계(System)를 정의하라"고 말합니다. 뻔한 소리 같지만, 시험 문제에서 부호 하나를 틀리거나 현장에서 물질 수지가 어긋나는 대참사의 90%는 이 첫 단추를 잘못 끼워서 발생합니다.이 편에서는 열역학의 가장 기본적인 언어인 계, 주위, 경계와 상태량(State property)을 다룹니다. 특히 강도성(Intensive)과 용량성(Extensiv..

이동현상 · 열역학 시리즈[열역학 1편] 열역학을 모르면 이동현상은 껍데기다 – 공대생을 위한 완벽한 연결고리화공과 전공 필수 테크트리. 도대체 왜 교수님들은 유체역학이나 열전달을 듣기 전에 열역학부터 쳐부수라고 하실까? 그 큰 그림을 먼저 그립니다.시리즈 1편 / 12편 약 5분 읽기 화학공학 · 전공기초시간표를 짜다 보면 항상 의문이 듭니다. 열역학은 열역학대로, 이동현상(Transport Phenomena)은 이동현상대로 따로 노는 과목처럼 느껴지죠. 하지만 이 둘의 연결고리를 초반에 꽉 잡지 못하면, 나중에 복잡한 미분 방정식을 풀 때 "내가 지금 대체 뭘 계산하고 있는 건지" 길을 잃기 십상입니다.오늘은 이 지긋지긋한 두 과목이 실제 공학 설계에서 어떻게 톱니바퀴처럼 맞물려 돌아가는지, 그 '설..

화공양론 시리즈 최종회[화공양론 12편] 화공양론 종합문제 풀이법: PFD 한 장을 통째로 털어버리는 마스터 가이드반응기, 증류탑, 재순환(Recycle), 퍼지(Purge)가 얽힌 공장 도면 해석하기시리즈 12편 / 12편 · 최종편 약 14분 읽기 화학공학 · 공정설계드디어 대장정의 마지막입니다. 1편부터 11편까지 우리는 단위 변환, 몰 조성, 한계반응물, 물질수지, 에너지수지라는 각개전투 무기들을 모아 왔습니다. 하지만 중간고사나 기말고사, 혹은 화공기사 실기 시험의 마지막 페이지를 장식하는 보스몹은 반응기 하나, 믹서 하나가 덜렁 있는 문제가 아닙니다.반응기에서 나온 물질이 증류탑으로 들어가고, 거기서 걸러진 찌꺼기가 다시 반응기 입구로 돌아가는(Recycle) 거대한 PFD(Process Fl..

화공양론 시리즈[화공양론 11편] 에너지수지의 기초: 열, 일, 엔탈피(H)와 공장의 '돈' 계산법물질수지가 물질을 추적한다면, 에너지수지는 전기세와 스팀 비용을 추적한다.시리즈 11편 / 12편 약 12분 읽기 화학공학 · 공정설계1편부터 10편까지 우리는 줄기차게 물질수지(Material Balance)만 풀었습니다. "어디서 몇 kg이 들어와서 몇 몰이 반응하고 어떻게 빠져나가는가?"를 완벽하게 추적할 수 있게 되었죠.하지만 실제 화학 공장(EPC)을 설계할 때 사장님이나 공장장님이 가장 궁금해하는 것은 분자의 개수가 아닙니다. "그래서 이 반응기를 300℃로 끓이려면 보일러 스팀 비용이 얼마나 드는데?", "이 액체를 저기 위 증류탑 꼭대기까지 밀어 올리려면 펌프 전기세가 얼마나 나와?" 바로 돈..

화공양론 시리즈[화공양론 10편] 액체 혼합물과 용액의 조성 계산: 부피는 배신해도 질량은 배신하지 않는다밀도(ρ)가 핵심이다. 액체는 기체와 달리 부피 가법(1L+1L=2L)이 성립하지 않는다!시리즈 10편 / 12편 약 11분 읽기 화학공학 · 공정설계9편에서 고무줄처럼 변하는 기체를 다루었다면, 이제는 냄비 속에서 끓고 섞이는 액체 혼합물(Liquid Mixture)로 넘어갑니다. 기체는 이상기체 법칙(PV=nRT) 하나로 온도, 압력, 부피를 쉽게 오갈 수 있지만, 액체는 그런 만능 방정식이 없습니다.게다가 액체를 다룰 때 1학년 마인드로 접근하면 대형 사고가 터지는 지점이 있습니다. 바로 "에탄올 50 mL와 물 50 mL를 섞으면 100 mL가 되지 않는다"는 사실입니다. 부피는 분자 간의 인..

화공양론 시리즈[화공양론 9편] 기체 혼합물과 상태방정식: 이상기체, 분압, 그리고 Nm³의 비밀압력과 온도에 따라 고무줄처럼 변하는 기체의 부피를 통제하는 법시리즈 9편 / 12편 약 12분 읽기 화학공학 · 공정설계액체나 고체는 온도와 압력이 바뀌어도 부피(V)가 웬만해선 변하지 않습니다. 그래서 100 L의 물을 펌프로 쏘면 도착지에서도 거의 100 L입니다. 하지만 기체(Gas)는 다릅니다. 압축기를 거쳐 압력이 높아지면 부피가 쪼그라들고, 가열로를 거치면 부피가 펑펑 팽창합니다.화학 공장 배관의 절반 이상은 기체가 흐릅니다. 이 고무줄 같은 기체의 부피를 정확하게 측정하고 예측하지 못하면, 배관이 터지거나 압축기 모터가 타버립니다. 이 골칫덩어리 기체의 (압력, 온도, 부피, 몰수) 4가지 상태..

화공양론 시리즈[화공양론 8편] 반응계 물질수지: 반응진척도(ξ)와 원자 수지 완벽 공략생성(Gen)과 소모(Cons) 항의 부활. 헷갈리는 반응기 수지를 3가지 무기로 썰어보자.시리즈 8편 / 12편 약 12분 읽기 화학공학 · 반응공학7편에서 우리는 화학 반응이 없는 평화로운 상태(비반응계)에서 "유입 = 유출"이라는 꿀 같은 공식을 맛보았습니다. 하지만 화학 공장의 진짜 돈줄은 분자들을 부수고 조립하는 '반응기(Reactor)'에서 나옵니다.반응기 내부에서는 원료가 사라지고 새로운 제품이 펑펑 솟아납니다. 즉, 물질수지 일반식에서 생성(Generation)과 소모(Consumption) 항이 부활하게 됩니다. 이때 각 분자(Molecule)에 대해 수지를 세우면 식이 미친 듯이 복잡해지는데, 화공 ..

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