코딩하는 복학생

안녕하세요! 전공 서적과 씨름하다 보니 어느덧 화공과 4학년이 된 전공생 블로거입니다. 😂 지난 1편에서는 고분자가 단일 분자량이 아닌 '분포'를 가진다는 사실과, 그 폭을 결정하는 지표가 표준편차($\sigma_M$)임을 알아봤습니다. 기억나시죠? "분산($\sigma_M^2$) = 제곱의 평균 - 평균의 제곱"이라는 마법의 공식 말이에요. 오늘은 전공 교재의 논리 전개를 따라, PDI가 왜 $M_w / M_n$이라는 분수 형태가 되는지, 그리고 이 식이 어떻게 분포의 폭을 직접적으로 증명하는지 수학적으로 완벽하게 유도해 보겠습니다. 수식이 조금 나오지만, 천천히 따라오시면 "아!" 하는 순간이 오실 거예요! --- ### 1. 직관적 이해: "실과 밧줄" 비유 수식 유도에 앞서, 가장 헷갈리는 $..

안녕하세요! 전공 서적의 두께보다 취업 고민의 두께가 더 두꺼워지고 있는 화공과 4학년 전공생입니다. 😂 화학 시간에 물($H_2O$)의 분자량은 우주 어디서나 정확히 18이라고 배웠죠. 하지만 우리 주변의 플라스틱, 즉 고분자(Polymer)의 세계로 오면 이야기가 완전히 달라집니다. 똑같은 폴리에틸렌(PE)인데 어떤 사슬은 길고, 어떤 사슬은 짧습니다. 유명한 고분자 교재인 *Polymer Chemistry (Hiemenz & Lodge)*에서는 고분자를 이해하는 첫걸음이 바로 이 "통계학적 분포를 받아들이는 것"이라고 강조합니다. 오늘은 복잡한 PDI 수식을 증명하기 전에, 반드시 알아야 할 통계학적 기초와 분자량의 '표준편차'에 대해 명쾌하게 정리해 보겠습니다. --- ### 1. 통계학 기초..

지난 포스팅에서는 질량의 이동 없이 열과 일만 오가는 '닫힌 계(Closed System)'의 에너지 보존 법칙($\Delta U = Q - W$)에 대해 알아보았습니다. 하지만 실제 화학 플랜트를 구성하는 펌프, 압축기, 열교환기, 터빈 등은 모두 파이프를 통해 유체가 쉴 새 없이 밀려 들어오고 나가는 **열린계(Open System)**입니다. 오늘은 이 열린계를 해석하기 위한 핵심 개념인 '유동 일(Flow Work)'과 열역학의 꽃이라 불리는 **'엔탈피(Enthalpy)'**, 그리고 정상상태 에너지 수지 방정식에 대해 명쾌하게 정리해 보겠습니다. --- ### 1. 열린계(Open System)와 제어 체적(Control Volume) 열린계는 닫힌계와 달리 **질량과 에너지가 모두..

안녕하세요! 전공 서적 두께만큼이나 고민도 깊어지는 화공과 4학년 전공생입니다. 🚀 우리가 지금까지 배운 열전달은 대부분 시간이 흘러도 온도가 변하지 않는 '정상상태'였습니다. 하지만 실제 화학 플랜트 가동(Start-up) 현장이나, 뜨거운 금속을 물에 넣어 급하게 식히는 급랭(Quenching) 과정에서는 온도가 시간에 따라 시시각각 변하죠. 이런 비정상상태(Transient)를 해석하려면 편미분 방정식이라는 '수식 지옥'에 빠지기 쉬운데요. 오늘은 엔지니어들이 이 복잡한 상황을 어떻게 마법처럼 단순화하는지, Biot 수부터 열 침투 깊이까지 핵심만 콕 찍어 정리해 보겠습니다! --- ### 1. 비정상상태의 치트키: Biot 수와 Fourier 수 복잡한 계산을 하기 전, 우리는 두 가지 무차원수..

안녕하세요! 이제는 전공 서적의 퀴퀴한 종이 냄새가 익숙해져 버린 화공과 4학년 전공생입니다. 😂 지난 포스팅에서 닫힌 계의 에너지 보존 법칙($\Delta U = Q - W$)을 다뤘었죠? 그때 우리가 무심코 썼던 **일(Work, $W$)**이라는 녀석, 사실 계산하는 방법이 상황마다 천차만별이라는 사실 알고 계셨나요? 특히 피스톤 내부의 기체가 팽창하면서 주위에 하는 일, 즉 **'경계 일(Boundary Work)'**은 열역학 중간고사의 단골 문제입니다. 오늘은 이 일의 일반식을 유도해 보고, 4가지 이상적인 경로에서 어떻게 식이 변하는지 아주 직관적으로 정리해 보겠습니다. 시험 직전에 이 글 하나만 보고 들어가셔도 충분할 거예요! --- ### 1. 팽창 일의 일반식: 왜 '적분'을 할까? ..

안녕하세요! 어느덧 화학공학 전공 4년 차에 접어든 전공생 블로거입니다.화공과라면 피할 수 없는 '열역학'... 다들 처음 배울 때 어떠셨나요? 저는 처음에 수식만 보고 "에너지는 보존되는데 내 성적은 왜 보존이 안 될까?"라며 한탄했던 기억이 나네요. 😂하지만 열역학은 우리 주변의 모든 에너지 흐름을 설명하는 정말 매력적인 학문입니다. 오늘은 그중에서도 가장 기본이 되는 에너지 보존 법칙을 **닫힌 계(Closed System)**에 적용해 보려고 합니다. 전공 시험은 물론, 엔지니어 직무 면접에서도 "에너지 수지 세워보세요"라는 질문으로 자주 등장하니 이번 기회에 확실히 짚고 넘어갑시다!--- ### 1. 닫힌 계(Closed System)란 무엇인가? 본격적으로 에너지를 계산하기 전에, 우리가 ..

유체가 파이프를 타고 흐를 때 마찰을 겪듯, 열(Heat) 역시 매질을 통과할 때 저항을 겪습니다. 오늘은 복잡한 수식에 매몰되기 쉬운 '1차원 정상상태 전도(Steady-State 1D Conduction)'의 물리적인 의미에 집중해 보겠습니다. 기초적인 평판 벽면의 열전달 공식부터, 실제 플랜트 현장을 지배하는 원통형 배관(Pipe)의 열저항 개념까지 단번에 짚어보려 합니다. --- ### 1. 열전도의 지배 방정식: 푸리에 법칙 (Fourier's Law) 열은 반드시 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐릅니다. 1차원($x$방향)으로 전달되는 열전달률(Heat Transfer Rate, $q_x$)은 매질의 단면적($A$)과 온도 구배($\frac{dT}{dx}$)에 비례하는데, 이를 수식으..

물($H_2O$)의 분자량은 18, 이산화탄소($CO_2$)의 분자량은 44인 것처럼 우리가 지금까지 화학 시간에 배운 저분자 물질들은 모두 고유하고 '단일한' 분자량을 가집니다. 하지만 고분자(Polymer) 중 하나인 폴리에틸렌(PE)의 분자량은 100,000과 150,000 둘 다 가능합니다. 즉 고분자에서는 단일한 분자량을 가지지 않습니다. 플랜트 현장이나 석유화학 산업에서 고분자의 물성(강도, 가공성 등)을 제어하기 위해서는 이 '분자량'의 개념을 정확히 아는 것이 필수적입니다. 오늘은 고분자 분자량이 왜 하나로 정의되지 않는지, 그리고 이를 표현하기 위한 수평균 분자량($M_n$), 중량평균 분자량($M_w$), Z-평균 분자량($M_z$)과 다분산지수(PDI)의 개념을 정리해 보겠습니다. ..

안녕하세요! 화공과에서 4학년을 보내며 산전수전 다 겪고 있는 전공생 블로거입니다. 화공과 전공 중에서도 '최종 보스'로 불리는 이동현상(Transport Phenomena)... 다들 처음 펼쳤을 때 그 무지막지한 수식과 벡터들에 당황하셨을 텐데요. 저도 처음엔 전공 서적을 덮고 싶었던 기억이 생생합니다. 하지만 알고 보면 이동현상도 '물질이 흐르는 규칙'을 배우는 학문일 뿐입니다. 오늘은 제가 시험 기간에 며칠 밤을 새우며 깨우친, 이동현상의 기초 중의 기초! **표면력(Surface Force)**과 응력 텐서, 그리고 3대 좌표계를 전공생의 시각에서 가장 직관적으로 정리해 보겠습니다. 특히 전공 면접에서도 자주 물어보는 내용이니 취준생분들도 집중해 주세요! --- ### 1. 유체에 작용하는 ..