◈ 유체,열,재료역학 단위 종합정리

꼭 일반기계기사뿐만 아니라 다른 기사시험을 준비할 때도 '단위' 에 낚이거나 순간 헷갈려서 문제를 틀리는 경우가 많습니다.  그래서 이번 포스팅에서는 단위를 종합적으로 정리해보려고 합니다.

 

※ 본 포스팅엔 표가 포함되어있어 태블릿pc나 컴퓨터로 보시는게 가시성이 좋습니다.

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<공통>

■ 기본 : F (힘) 

모두 F=ma 는 아실 것입니다. 힘 F의 단위는 N (뉴턴) 입니다. 즉 아래와 같습니다.

 

지구의 중력가속도 9.8를 반영한 힘의 단위 kgf는

이 됩니다.  (우리가 일상생활에서 말하는 무게, kg은 사실 kgf이죠) 

 

만약 내 책상에 '100N의 힘이 작용하고 있다' 라고 하면 그래서 대체 100N이 얼마만큼의 힘이야? 라고 헷갈릴 수 있지만, 100/9.8 = 10.2kgf, 즉 우리가 말하는 무게 10.2kg라는 것을 알 수 있습니다. 그럼 대략 내 책상에는 10.2kg만큼의 힘이 작용하고 있다 라고 해석할 수 있으니 좀 더 직관적으로 이해할 수 있죠. 

 

 

■ 힘의단위 N와 연관된 단위들 

구분	의미	단위	읽기
압력	힘/면적		P - 파스칼
일	힘x거리		J - 줄
동력 (일률)	일/시간 (=힘x거리/시간)		W - 와트
		※ 동력 kgf로 표현하기	* HP = Horse Power, 마력 * PS도 마력인데 독일어임. (pferdestärke)

 

동력, 토크 각속도 등의 단위에 관한 내용은 아래 포스팅을 참고해주시면 됩니다.

2019/10/18 - [STUDY/기계공학 -재료역학] - 5-2. 비틀림각, 동력 및 동력의 단위

5-2. 비틀림각, 동력 및 동력의 단위

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<유체역학,열역학>

기본 : 1 ㎥ = 1000 ℓ 

 

■ 밀도에 관한 단위들 

구분	의미	단위	비고
밀도	단위부피당 질량		* ρ : 로우
비중량	단위체적당 중량		* 여기에서 V는 속도가 아니고 ㎥입니다. (단위부피) * γ : 감마 *  비중량 [γ = 로지]로 외웁니다.
비체적	단위중량당 체적 (위의 비중량과 반대죠)		* 비체적은 위의 밀도와 비중량의 역수입니다. *절대단위인지 중력단위인지에 따라 분모에 들어가는게 달라집니다.   * 비중량 감마=로지 니까  비체적  ν = 1/로지  입니다.
비중	밀도비 (=부피는 1㎥로 동일하므로 질량비로도 볼 수 있음)		* '상대적인 비'이기 때문에 단위가 없습니다. (무차원)  * 물의 비중 = 1 이고, 물보다 무거운 수은은 비중이 약 13.6입니다.

즉, 문제를 풀다가 "어떤 액체의 비중이 1.6이다"  라고 나오면, 이 액체의 밀도를 1.6kg/ℓ = 1600kg/㎥ 로 볼 수 있습니다.

 

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■ 점성계수 μ 

 

* 점성계수 절대단위를 poise / 동점성계수는 stokes라고 표현하는데 헷갈리면 점프, 동스 로 외우기

  (1poise = Pa*s  둘다 p랑 s가 들어가있으니까 잘 엮어서 외워놓읍시다) 

 

 * 의미 : 유체가 지닌 점성을 나타내는 상수  (보통 μ로 표현)

 

 * [액체]에서는 온도가 높아질수록 점성계수가 낮아진다 - (왜?) - 분자간의 응집력이 약해지기 때문(=잘 흐른다) 

     ex) 낮은 온도에서 굳어있던 액체에 열을 가하면 다시 잘 흐르는 것 생각해보기

 * [액체]에서는 압력이 높아질수록 점성계수도 올라간다.

 

* [기체]에서는 온도가 높아질수록 점성계수가 높아진다. - (왜?) - 기체는 온도가 높아질수록 분자운동량이 증가하여 그 기체를 움직이기 힘들어짐 (=분자간 저항이 높아짐) 

* [기체]에서는 점성계수는 압력의 영향을 거의 받지 않는다.

 

 

■ 동점성계수 ν 

* 의미 : 어떤 점성계수를 그 유체의 밀도로 나눈 값.  즉 점성계수/밀도

* 동점성계수는 레이놀즈수 (유체가 층류인지 난류인지 구별) 를 구할 때 사용됩니다. 

 

 

■ 체적탄성계수

* 체적탄성계수 K는 압력변화량 / 체적변형률 입니다. 즉 분모가 '변형률'로 무차원수이기 때문에 압력과 단위가 같습니다.  부피변화에 저항하려는 강성을 나타냅니다.

* 체적탄성계수가 크다 = 압축이 잘 안된다 = 부피변화가 작다  (ex, 탄성유체는 K가 무한대입니다)

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■ 압력

1atm (표준대기압)이라고 합니다.

 

1 atm = 1기압

         = 760 mmHg   (0℃ 수은주)

         = 101325 Pa    (= 1013.25 hPa)

         = 1.01325 bar   (1 bar = 100,000 Pa)

         = 10.332 mAq   (4℃ 수주)

         = 10332 kgf/㎡  ( kgf/㎡ = mmH2O = mmAq)

         = 14.7 psi

         = 10.332m (양정)

 

 

 

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