실생활에서 증기 발생기의 원리에 대해 알려주세요.
증기발생기는 어떤 매커니즘을 이용하여 수증기를 생성하는지요? 그리고 수증기의 생성과 상태 변화와 관련된 열역학적 원리에 대해서도 아시는분 알려주세요.
6개의 답변이 있어요!안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
증기발생기는 열교환 법칙이 적용되어있습니다.
열에너지에 의해 물이 수증기로 증발하고 이 수증기로 인해 발전이 이루어져 이 것이 전기에너지가 되는 것 이지요.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 물이 끓는점 100도 이상이 되면 기체인 수증기가 되는데요. 이 현상은 물은 분자 사이가 좁아서 모여 있어서 액체인 물이되는것인데요. 이런 물에 열을 가하면 열에너지가 운동에너지로 바뀌면서 분자가 운동하기 시작합니다. 그럼 그 분자들이 부딪히고 하면서 분자들의 사이가 멀어지고 그러면서 부피가 증가되고 그럼 밀도가 낮아지면서 하늘로 올라가게 되는 것입니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
증기발생기는 열교환장치의 한 종류로, 수증기를 생성하기 위해 핵 반응로에서 발생한 열을 이용합니다. 핵 반응로에서 생성된 열을 증기발생기 안쪽에 있는 수증기관을 통해 전달하면, 그 안에서 수증기가 생성됩니다. 즉, 핵 반응로 안쪽에서 발생한 열을 수증기로 전달하여 증발시키는 것입니다.
열역학적으로, 수증기의 생성과 상태 변화는 증기압과 온도에 의존합니다. 증기압은 물 분자의 평균 운동에 의해 생성되는 수증기 분자의 압력을 의미합니다. 물 분자의 평균 운동이 빠르면 증기압이 높아지고, 느리면 증기압이 낮아집니다. 또한, 수증기의 상태 변화는 온도에 따라 결정됩니다. 수증기는 일정한 압력에서 온도가 높아질수록 확산력이 증가하며, 이에 따라 수증기 분자의 운동도 증가합니다.
증기발생기의 기본 원리는 열교환입니다. 일반적으로 증기발생기는 원자로 내의 뜨거운 물로부터 열을 받아 증기를 생성합니다. 뜨거운 물은 증기발생기 내부의 튜브로 흐르고, 튜브의 외부를 둘러싼 증기가 그 표면과 열을 교환하여 물을 수증기로 변환시킵니다. 이렇게 생성된 수증기는 증기 터빈을 구동하고, 터빈의 회전 운동을 통해 전기를 생산하는 발전기를 가동시킵니다.
증기의 생성과 상태 변화는 열역학적인 원리에 따라 이루어집니다. 열역학 제1법칙에 의하면, 에너지는 단순히 형태를 변화시킬 뿐 새로 생성하거나 소멸시키지 않습니다. 따라서 증기발생기에서는 열에너지가 뜨거운 물로부터 전달되어 증기로 변환됩니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.열역학적으로는 수증기 생성과 상태 변화는 주로 두 가지 개념에 의해 설명됩니다.
열 전달: 열 전달은 열역학에서 에너지가 한 시스템에서 다른 시스템으로 이동하는 것을 의미합니다. 증기발생기에서는 열원을 통해 열이 전달되어 물의 온도가 상승하고, 분자들의 운동 에너지가 증가하여 액체 상태에서 기체 상태로 전환됩니다. 이러한 열 전달은 보통 열 전도, 대류, 복사 등의 방식으로 이루어집니다.
상태 변화: 물의 상태 변화는 열역학에서 액체가 기체로 변하거나 그 반대의 과정을 의미합니다. 수증기의 생성은 물 분자들이 열에 의해 빠르게 운동하고, 상호작용하며 기체 상태로 전환하는 과정입니다. 이는 주로 물 분자들 간의 인력과 분자 운동 에너지 간의 균형을 변경함으로써 이루어집니다. 물 분자들이 충돌하고 분리되면서 수증기로 전환됩니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
예를들어 물을 끓이거나 커피포트를 사용하면 하얀색 수증기가 나오는것이 있는데, 열 에너지를 받아 증기화된것으로 볼 수 있습니다.
액체상태의 물분자가 기체상태가 되기위해서는 활동에너지가 충분히 많아져야하는데, 이 에너지를 열 에너지로 보충받아 기체상태로 상 변이한것입니다.
