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인공조명에 대해

‘인공조명’이란인공조명이란 인공 광원에 의한 조명의 뜻하는데 대체로 전등 조명을 말한다. 전등에 의하여 밤도 낮과 같이 활동할 수 있게 하는 조명방식으로서 인공조명의 3요소는 충분한 높이의 조도, 균등한 조도, 장기간 현휘감(눈부심)이 없도록 등기의 휘감도를 낮게 할 것 이 3가지이다. 또한 대표적인 3대 방식으로는 직접조명, 간접조명, 반간접조명 방식이 있다. 인공조명의 경우 태양광원 같은 광대한 양의 빛을 발산할 수는 없지만 그와 비슷한 세기의 빛을 만들어내는 조명부터 시작해서 여러가지 종류의 조명들이 있다.인공조명의 장점은 빛의 방향과 그 양을 촬영자가 직접 조절하고 이동할 수 있다는 점에 있다고 할 수 있다. 또한 시간에 구애받지 않고 빛을 이용할 수 있다는 장점까지 가지고 있다.‘인공조명’의 종류와 각각의 장, 단점 및 적용 사례채광이라고 하면 일반적으로 자연채광을 말하지만 현대 건축에서는 인공채광 또한 건축적으로 매우 중요한 요소로서 건물에 자연채광이 미처 닿지 못하는 부분을 보완하고 해가 진 후에는 건물전체의 채광을 책임지게 된다. 이렇게 채광의 종류는 크게 자연채광과 인공채광으로 나눌 수 있는데 인공채광의 종류에는 어떤 것이 있고 각각의 장, 단점은 무엇인지 알아 보겠다.◆ 배광방식에 따른 분류- 직접조명상향광속이 0?10%, 하향 광속이 90?100%인 등기나 조명 방식에 의한 조명. 이와 같은 배광 등기를 직접 조명형 등기라 함. 직접 조명은 작업면에 대한 빛이 거의 직사광이고 능률면에서 유리하다. 다른 조명 방식에 비해서 음영이 명확하다. 기구로부터 광속이 90?100% 직접 작업면에 입사되도록 한 배광의 조명기구를 사용한 조명 방식. 광원에서의 직접광을 쓰는 것이 있고, 금속의 갓을 사용하는 수가 많다. 또는 직접 광원이 보이고 하나도 커버가 붙어 있지 않은 것도 있다. 경제적, 능률적이기는 하지만 음영이 강하게 생겨 눈부시게 느껴지는 결점이 있다. 간접조명ㆍ반간접조명과 함께 3대 조명방식 장점은 조명기구가 간단하기 때문에 기구 효율이 좋고 벽천장의 색조 기타에 좌우되지 않는다. 설비가 간단하다. 단점은 기구의 구조에 따라 눈을 부시게 한다. 균일한 조도를 얻기 어렵다.- 간접조명상향 광속, 90~100%, 하향광속 0~10%의 등기(또는 조명 방식)에 의한 조명. 이와 같은 배광의 등기를 간접 조명형 등기라고 한다. 간접 조명에서 작업면으로 오는 빛은 주로 천장면이나 벽면으로부터의 반사광이고, 효율은 다른 조명 방식보다 낮으며, 설비 비용도 더들지만, 조도의 분포는 균등하게 되기 쉽고, 음영이나 눈부심이 적다. 직접 띄지 않고, 반사판 같은 것을 이용해 은은하고 부드럽게 확산된 조명 효과를 누리나 빛의 이용율은 직접조명의 3분의 1로 떨어짐. 하향출광(下向出光)은 약 30~40% 정도임.- 반간접조명조명방식의 하나. 대부분의 빛을 사향하게 하고, 약간의 빛을 내려비치게 하는 수법. 직접조명ㆍ간접조명의 중간 하향광속으로 40~10%의 조명법이다. 한 광원에서의 빛을 일부는 직접조명으로, 일부는 간접 조명으로 하는 조명방식. 간접조명에 비하여 비능률적이고, 비경제적이지만 정숙하고 좋은 분위기를 조성함. 근래에 와서「건축 조명」이라 하여 반자ㆍ보ㆍ기둥 등의 부재에 전기 시설을 하여 건축미를 높여 주는 동시에 조명의 효과를 올리는 방법을 많이 쓰고 있음.◆ 조명종류의 분류 및 특성1. 백열전구? 금속의 가는 선 (필라멘트)이 전류에 의해서 가열되어 온도방사를 하는 것을 이용한 광원. 현재는 필라멘트로는 텅스텐 선을 코일 모양으로 한 것, 또는 2중 코일로 한 것을 사용한다. 유리구 안에는 불활성 가스, 아르곤에 소량의 질소를 혼합한 것이 봉입된다.장점으로는 전기를 넣으면 바로 켜진다. 구매가격이 저렴하다. 배광기를 통해 세기를 조절할 수 있다. 비교적 좁은 곳에서 엑센트 조명으로 사용할 수 있다. 비교적 설치가 용의하다.단점으로는 비교적 수명이 짧다. 전력효율이 낮다. 애형으로 사용이 불가능하다. 휘도가 높아 눈부심이 크다. 배광색이 불쾌할 수 있다.광원의 종류광원의 특성용량(W)효율(lm/W)색온도(。K)평균연색평가수(Ra)평균수명(hr)안정기10~100016~*************~2000불필요2. 할로겐 램프? 용융 석영의 긴 관의 관축을 따라 텅스텐 필라멘트를 붙이고 관 내에 옥소 가스를 봉입한 것. 필라멘트에서 증발한 텅스텐 원자는 관벽에 옥소와 결합하여 옥화 텅스텐이 되어 필라멘트로 환원하고, 여기서 다시 분해되어 텅스텐을 필라멘트에 남긴다. 이와 같은 이른바 옥소 사이클에 의하여 장수명 고효율의 램프가 얻어진다.장점으로는 연색성이 좋고 후릭커가 없으며 백열전구와 마찬가지로 즉응성이 있다. 비교적 저렴하고 수명중의 광속감퇴가 없다.단점으로는 효율이 낮아 다른 광원보다 전력소비량이 많다.광원의 종류광원의 특성용량(W)효율(lm/W)색온도(。K)평균연색평가수(Ra)평균수명(hr)안정기100~1500202800~32001002000불필요3. 형광램프? 방전등의 일종. 저압 수은등의 관벽에 형광체를 칠하고, 수은의 2,537Å의 자외선을 광선으로 바꾸어 이것을 조명에 사용한다. 방전등이므로 안정기가 필요하고 또 시동에는 어떤 수단이 필요하다. 점등관은 그 일종이다. 백열 전구에 비해서 효율이 월등하게 좋고, 낮은 휘도, 큰 면적의 확산 광원을 얻을 수 있다. 또한 열을 수반하는 일이 적다.장점으로는 연색성이 비교적 좋으며 열발산이 적다.단점으로는 램프가 대형이 되며, 주위 온도의 영향을 받기 쉽다.광원의 종류광원의 특성용량(W)효율(lm/W)색온도(。K)평균연색평가수(Ra)평균수명(hr)안정기4~11040~903500~650060~95100000필요4. 수은램프? 수은 증기 중의 방전을 이용한 광원-증기압 0.01㎜Hg 정도의 저압, 약 1기압의 고압, 10 내지 200 기압의 초고압의 것이 있으며, 저압에서는 자외부의 2,537Å의 선이 강하여 형광등, 살균등으로 사용되고, 고압, 초고압은 그대로 쓰인다. 고압 수은등에는 형광 도료를 사용하여 광색을 개선한 것도 있다.장점으로는 수명이 길며 효율은 백열전구의 약 3배. 대용량의 것을 만들 수 있다.단점으로는 연색성이 형광형으로 크게 개선되어 광색은 만족할 수 있게 끔 되었으나,색체를 중요시할 경우에는 불충분하다.광원의 종류광원의 특성용량(W)효율(lm/W)색온도(。K)평균연색평가수(Ra)평균수명(hr)안정기40~300030~*************필요5. 형광고압수은 램프? 수은램프에 형광체를 도포하여 연색성을 보다 높였다. 또한 형광물질을 이용해 안정기가 필요없게 만들었다.장점으로는 수은램프보다 연색성이 좋고 후릭커가 적다. 안정기가 없어 손쉽게 쓰일수 있으면 형광물질을 이용 필라멘트로 부터의 빛이 꽤 밝다.단점으로는 효율성은 수은 램프보다 낮다.광원의 종류광원의 특성용량(W)효율(lm/W)색온도(。K)평균연색평가수(Ra)평균수명(hr)안정기300~75017~303600589000불필요6. 메탈 할라이드 램프? 백열전구와 같이 온도방사를 이용한 전구로 금속 증기의 혼합체와 할라이드 계통 원소(나트륨, 탤리엄, 황 등)의 분리에서 발생하는 복사열이 가시광을 발생시키는 고압방전등.

공학/기술| 2012.05.27| 5페이지| 1,000원| 조회(745)

간접조명, 조명방식, 필라멘트, 인공조명, 평균수명, 건축 조명, 인공채광, 직접조명, 수은램프

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자연채광의 특성 및 방식, 사례조사

Ⅰ. 채광채광이란창으로 햇빛을 실내에 들어오게 하는 건축기술을 말한다.채광은 인공조명에 대하여 자연조명 ·주광조명(晝光照明)이라고도 한다. 채광에 의하여 실내의 밝기가 알맞도록 창이나 건물의 형태 ·벽 ·천장의 시공방법 등을 연구하는 것을 채광설계라고 한다. 좋은 채광이란 보아야 할 대상물을 확실히 볼 수가 있고, 피로감이나 불쾌감을 일으키게 하지 않는 것이다. 그러기 위해서는 밝기와 분위기의 양면이 적당히 조절되어야 한다.채광은 작업을 위한 빛을 고려할 뿐만 아니라 사물의 형태나 음영(陰影)을 확실히 보이게 하거나, 어떤 것을 특히 인상적으로 보이게 하고, 또 예술품 등을 감상하기 좋게 하거나 방의 분위기를 만드는 목적에도 사용된다. 이를 위해서는 명암의 대비 및 색 등을 각각 그 목적에 따라 알맞게 하여야 한다.Ⅱ. 채광의 방식1. 창을 이용한 방식ⅰ. 측창채광 (side lighting)실내의 벽에 창을 만들어 햇빛을 들어오게 하는 방식.?장점은 조도, 시공이 용이하며 보수관리가 쉽고, 통풍ㆍ차열에 유리하며 해방감이 있으나?단점으로 조도(照度)분포가 불균일하게 되기 쉽다. 또한 사생활 침해 우려가 있다.? 측창의 종류① 측창일반적인 창문으로 벽에 일정크기의 창문을 만들어 채광을 시도한다.환기나 조망의 이유로 설치하기도 한다.② 고창간막이벽 부분에 설치하는 개구부.창문 윗쪽에 달은 창으로 욕실, 화장실 등과 같이 프라이버시를 요구하는 공간과 부엌, 다용도실과 같이 환기를 요하는 실에 적합하다.ⅱ. 천창채광 (top lighting)지붕ㆍ천장 면에 창을 내어 채광하는 방식.?장점은 주광(晝光)은 충분히 채광할 수 있으며 조도 분포도 균일하다.?단점으로는 측창보다는 시공 및 보수관리가 어려우며 환기에 불리하다.? 천창의 종류① 수평천창지붕면에 수평 또는 수평에 가까운 창.수평창이고 천장에 달려있어 창문에 개폐가 어렵다.외관이 미려하다는 장점이 있다.② 측천창수평천창과 달리 한 방향으로 기울어진 형태의 창으로 일정한 조도를 갖추기 위한 채광 방식이다.③ 아트리움호텔, 오피스빌딩이나 기타 대형 건물에서 볼 수 있는 것처럼 실내공간을 유리지붕으로 씌우는 것을 일컫는 용어상부 지붕에는 천창이 달려있으며 주위에는 작은 방들이 딸려 있다.2. 기타 설비를 이용한 방식ⅰ. 설비형 자연채광기타 설비시설을 이용하여 채광을 시도하는 것으로 친환경 건축이 대두됨에 따라 진화하고 있다.대게 빛의 반사와 확산 성질을 이용한 것으로 모양에 따라 여러 종류가 있다.? 설비형 자연채광의 종류① 광선반빛의 반사능력이 좋은 물질로 판판한 선반을 만들어 내부 또는 외부에 설치하여 빛을 천장으로 반사시켜 간접적인 채광을 한다.② 베네시안 블라인드광선반과 같은 재질로 블라인드를 만들어 각도를 조절하면서 빛을 실내로 유입시킨다.③ 광덕트실외의 집광부를 두고 집광부로 햇빛을 받아 반사 능력이 좋은 관을 통해 실내까지 빛을 끌어들이는 방법으로 실내 깊숙이 햇빛을 보낼 수 있는 장점이 있다. 비슷한 원리로 프리즘형도 있다.④ 광파이프광덕트의 진화형으로 외부의 빛을 거울을 이용해 최대한으로 모아 파이프와 같이 생긴 덕트에 쏘아서 지하 깊숙이 빛을 전달할 수 있다.

공학/기술| 2011.11.17| 5페이지| 1,000원| 조회(862)

자연채광, 건축기술, 빛환경, 광덕트, 채광방식, 측창, 측창채광, 채광의 방식, 측창..

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비트루비우스의 건축십서를 읽고

「건축십서」를 읽고20090400442학년에 갓 올라온 나로서 본격적으로 배우는 건축은 다소 생소했다. 하지만 그 생소함을 조금이나마 잊게 해준 것을 바로 이번 과제를 위해서 읽게 된 ‘건축십서’였다. 이 책을 쓴 ‘비트루비우스’는 건축, 도시, 디자인을 주제로 한 강연회나 연구서, 서적에서 빠지지 않는 인물이라고 한다. 다시 말해 그만큼 영향력이 있는 인물이라고 할 수 있다. 그 인물이 만든 '건축십서'는 아우구스투스 황제시대에 저술된 것으로 현존하는 건축물이나 미래에 건축될 건물들이 어떻게 건축 될 것인가를 황제에게 바치는 건축 교본이라고 할 수 있는 서적이었다. 그래서 이 책의 안에는 건축의 처음부터 끝까지 또한 그에 수반되는 외적인 사항들 까지도 서술이 되어있었다. 크게는 도시의 입지에서부터 건축의 기본적 원칙 등이 있고 작게는 벽돌, 모래, 석회석 등과 같은 건축 재료에서 기둥의 장식 등이 있다. 또한 기하학적 비례체계를 중심으로 규모, 배치, 조화 등에 대한 내용과 천문 및 물의 사용 등을 포함하여 기계장치까지를 포괄하고 있는 매우 깊고 다양한 내용들로 구성이 되어있다. 이 책은 기원전 1세기에 지어져 1980년대에 번역이 되었지만 아무것도 모르는 내가 읽는 데 큰 문제가 없었다. 당시에는 황제에게 바쳐진 건축교본이라고 지어졌지만 그 어느 누구나 읽더라도 어려움이 없었을 것이라고 생각이 된다. 한마디로 이 책은 국민을 위한 건축 교양서라고 해도 과언이 아니라고 생각 된다.이 책의 제 1서에는 총 일곱 개의 장으로 구성되어있다. 건축의 기능과 예술의 범주 뿐만이 아니라, 성곽도시와 성내 건물군의 분할 배치에 대해서 간략히 기술이 되어있다. 그중에서도 1장과 2장의 내용에서는 건축분야에 있어서는 의미를 부여 받는 것과 의미를 부여 하는 것의 두 가지의 측면이 있다고 하며, 의미를 부여 받는 것은 말하려는 대상, 의미를 부여하는 것은 과학적인 원리에 따라 증명을 하는 것이다. 이 말뜻 안에서는 스스로 건축가라고 자부하는 사람은 양측에 모두 정통해 있어야 한다는 것이다. 건축가로서의 자질은 천부적인 재능과 그 재능을 후천적으로도 열심히 학습하여 그 재능을 키울 수 있는 자세를 지녀야 한다. 그리고 건축가는 학문적이고 회화에 숙달 되며 기하학, 역사에 능통하고, 철학자에게 귀를 기울일 줄 알아야 한다. 또한 의술, 법, 문학 또는 천공이론에 관한 지식에서도 능숙한 능력을 가져야 할 것이다. 이 부분의 내용에서 문득 나는 내가 재작년에 지금 내가 공부하고 있는 건축공학과를 지원 하기위하여 면접을 준비하는 기간에 읽었던 내용이 생각났다. 내가 면접을 준비하는 동안에 공부를 하던 내용 중에서 가장 기억이 남았던 내용은 건축가는 모든 분야에서 능통하여야 한다는 것이다. 바로 비트루비우스가 말한 내용이 었던 것이다. 다시 말해서 이 부분을 읽으면서 깨달은 것은 나에게 필요한 공부가 아직까지 많이 남았다는 것이다. 지금 내가 배우고 공부하는 건축뿐만이 아니라 회화. 예술 등등 많은 배움이 필요 하다는 것이다.1장건축가의 교양2장건축의 기본적 원칙3장건축물의 내구성과 아름다움4장도시의 입지 - 살기 좋은 입지5장성벽6장풍향을 고려한 도로의 방위7장공공건물의 부지 - 쾌적함, 편익성제 2서에서는 총 열개의 장으로 나누어져 있으며, 그의 대한 함축적인 내용은 건축을 함에 있어서 어떤 재료가 건축에 필요한지, 어떤 원소의 조합으로 구성이 되어 있는지를 재료의 종별에 따라 기술하고 그 장단점에 대해 정리를 해놓았다.1장주택의 기원2장자연 물리학들이 제시한 원소3장천연재료들의 건축적 이용 - 벽돌4장천연재료들의 건축적 이용 - 모래5장천연재료들의 건축적 이용 - 석회석6장천연재료들의 건축적 이용 - 화산재7장천연재료들의 건축적 이용 - 석재8장천연재료들의 건축적 이용 - 벽 쌓기9장천연재료들의 건축적 이용 - 목재10장천연재료들의 건축적 이용 - 목재(전나무)제 3서에서는 총 다섯 개의 장으로 구성되어 있으며, 당시 가장 중요한 건축물이었던 신전에 대하여, 그리고 그 균제비례에 대하여 설명해 주고 있다. 신전건축을 가장 아름답게 짓기 위한 기하학적 관점 및 비례체계에 대해 수치적으로 해석을 해주고 있다.1장신전건축과 인체에서의 심메트리2장신전의 분류 - 구성방법3장기둥과 기둥 간격의 비례 - 엔타시스 방식4장신전의 기초와 하부구조5장이오니아식 기둥의 주초, 주두, 엔타블레츄어제 4서는 총 아홉 개 장으로 구성 되어 있으며 제3서에서 신전 건축의 양식 중 구성 요소와 특질 면에서 가장 정교한 이오아니식에 대하여 알아봤다면 제 4서에서는 도리아식과 코린트식 형태의 원칙과 차이 및 특질을 설명하고 있다. 이번 제4서에서도 주로 비례체계에 대하여 설명하고 있으며 더불어 방위 및 출입구 등도 설명해 주고 있다.1장세 가지 기둥의 기원 및 코린트식 주두의 비례 - 이오아니식과 비교2장기둥의 장식물 - 기둥의 종류, 기원, 유래3장도리아식 신전건축 - 비례의 법칙4장신상실과 프로나오스 - 시각적 효과5장신전의 방위 - 서향 vs 동향6장신전의 출입구 - 도리아식, 이오니아식, 앗타카식7장터스칸식 신전건축8장원형신전과 기타신전9장제단제 5서는 총 열 두 장으로 구성되어 있고 주로 공공 건축물의 배치에 대해 서술하고 있다. 공공 건축물중 가장 먼저 생각해야 될 것은 포룸이고 그다음에는 창고, 감옥, 원로원, 회의장이었다. 그러나 5서 내용 중에서 가장 많은 부분을 차지하는 것은 극장인데, 이것은 신들에 대한 제사나 연극을 시민들이 관람을 수 있도록 하기 위한 것이라고 해석된다. 그에 더불어 정치적인 장소라고도 할 수 있다. 또한 욕장과 체육시설이라고 할 수 있는 팔랑에스트라 및 항구, 방파제, 선착장 등에 대한 설명을 하고 있다.1장포룸과 바실리카 - 주의점2장감옥, 원로원, 회의장 - 포룸에 맞춘 균형3장극장 - 제사, 연극 관람위한 부지4장화성학 - 극장에 음향계획5장항아리 배치 - 현대의 스피커6장극장, 욕장, 팔라에스트라, 항구, 방파제등 건축을 위한 규범 - 구체적인 치수7장8장9장10장11장12장제6서는 모두 여덟 장으로 나누어져 있으며, 그 안에는 사적건축물인 주택에 대하여 설명한다. 주택형태 결정요소로서의 기후, 심메트리 및 대지의 요건, 비례와 방위 등에 대한 도시주택 및 농촌주택에 대하여 그리고 기초와 하부구조에 대하여서도 언급하고 있다. 제 6서는 특히 나에게 도움이 많이 되는 부분이었다. 주택형태의 결정요소를 학습하는 것이 지금 내가 공부하고 있는 목표 중 하나이기 때문에 이 부분을 읽으면서 더 흥미가 생기며 많은 것을 깨닫게 해주는 부분이었다. 그 내용 이후에 건축가와 비전문가의 차이점을 설명하고 있는데, 이것은 이러한 건축이 건축가 자신만의 생각만으로 이루어질 수는 없다고는 하지만 건축가의 중요성을 더욱 부각시키기기 위하는 것이라고 생각된다. 그 내용은 이러하다. 건축가와 비전문가사이에는 다음과 같은 차이점이 존재한다. 비전문가는 완성된 것이 아니면 그것이 어떻게 이루어질 것인가를 알지 못하지만 건축가는 작업에 착수하기 전에 이미 마음속으로 그 건물외관의 아름다움, 사용상의 편의, 실 배치의 적정성에 대해 확실한 개념을 지니고 있다는 것이다. 건축가와 비전문가의 차이라고 하는 부분에서 나에게 큰 깨달음을 주었다. 내가 왜 건축을 하고 싶은지에 대한 답변이 여기서 다 나타나있었기 때문이다. 언제나 그것은 의문 아닌 의문으로 나에게 주어져 있었다. 그 의문의 답변을 찾을 수 있다는 것이 너무나 반가웠다. 그래서 나는 6서의 내용이 나에게 가장 쉽게 다가왔다.1장주택형태 결정요소 - 기후2장심매트리, 대지의 조건 적용한 외관형태 - 학문적 지식 외 건축적 감각3장카바에디움 - 비례원칙 입각4장각각의 알맞은 방위 제시5장공간 구성6장농촌 주택7장그리스 주택8장기초와 하부구조제7서는 총 열 네 개의 장으로 나누어져 있으며 가장 중심적인 내용은 마무리 치장에 대한 설명을 하는 내용이었다.1장바닥의 마감2장스코터용 석회의 선정3장보올트와 스코터 공사

독후감/창작| 2011.03.20| 6페이지| 1,000원| 조회(428)

비트루비우스, 건축십서

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열역학의 법칙

베르누이의 법칙유체역학의 기본법칙중 하나이며, 1783년 D.베르누이가 발표한 법칙으로 유체의 유속(유체의속도)과 압력의 관계를 수량적으로 나타낸 법칙이다.쉽게 정리하자면 다음과 같다.1. 유체는 좁은 통로를 흐를 때 속력이 증가하고, 넓은 통로를 흐를때 속력이 감소한다.2. 유체의 속력이 증가하면 압력이 낮아지며, 속력이 감소하면 압력이 높아진다.좁은 통로넓은 통로속력증가감소압력감소증가유속(유체의 속도)빠름느림좀더 쉽게 이해하기 위해 몇가지 실험을 살펴 보았다.1. 종이원통 실험- 종이로 만든 원통을 그림과 같이 굴리면 포물선보다 훨씬 왼쪽으로 기울어진다.- 회전하면서 낙하 하므로 자전하는 방향과 기류의 방향이 일치하는 쪽에서는 유속이 커지고 다른 쪽에서는 반대로 서로 상쇄하기 때문에 유속이 작아진다. 유속이 큰 곳은 압력이 왼쪽방향의 힘을 받아 떨어지게 된다.2. 깔때기 & 탁구공의 실험- 깔때기를 약간들어올려 바닥과 깔때기 사이에 약간의 틈을 만든다.- 고무관을 세게 불면 탁구공이 올라오게 된다.- 깔때기와 공이 닿는 곳은 단면이 작기 때문에 공기의 흐름이 빠르고 배후의 부분보다 압력이 낮아져 힘을 위로 받게 되는것이다.3. 책의 실험- 책을 그림과 같이 아래쪽으로 떨어뜨리고 책장을 불면 책장이 위로 떠오른다.- B부분의 공기 속도가 바람에 이끌리게 되며 C부분보다 기압이 낮아져 떠오르게 된다.★ 베르누이 정리를 실생활에 적용한 예도 있다.⊙ 야구경기의 투수가 던지는 ‘커브’야구공에 회전이 걸리면 위쪽 공기보다 아래쪽 공기의 속력이 빠르게 된다. 베르누이 법칙에 의해 야구공 윗면에 높은 압력이, 아랫면에 낮은 압력이 작용하기 때문에 공은 아래 방향으로 힘을 받게 된다. 따라서 공이 아래 방향으로 휘는 것이다.⊙ 비행기가 날아가는 원리날개 윗면을 따라 흐르는 공기가 같은 시간에 더 긴 거리를 이동하기 때문에 속력이 빠르게 되며, 따라서 날개 윗면 압력이 아랫면 압력보다 낮기 때문에 위쪽으로 힘을 받게 되는 것이다.베르누이 법칙에 대해 정리해보며, 새롭게 알게 된 사실에 대해서 그저 놀랬을 뿐이다.바람이 심하게 불면 집 지붕이 날라가는 이유도 베르누이 정리에 의해서이란다. 지붕 위로 바람이 심하게 불면 지붕 밑의 압력이 낮아져 지붕이 날라간다는 사실도 무척 놀라웠다.또 비행기는 오직 제트기처럼 뒤로 내뿜는 화력이나 바람으로 뜨는 줄 알았기 때문에, 작년 미국에 갔을때, 비행기 날개를 보며 아무 생각없이 그냥 바라보았던 내가 조금은 한심해지기도 하였다. 승객들과 승객의 짐을 실은 그 큰 무게의 비행기가 뜨기 위해 베르누이의 정리가 숨어있었다는 사실이 신기하였다.가장 놀라웠던 것은 투수들의 변화구에도 베르누이 정리가 숨어있었다는 사실이였다. 야구의 열렬한 팬으로서 정말 생각지도 못한 일이였다. 손가락 힘이 좋은 투수는 공의 회전이 빠르게 걸려 변화구의 방향이 더욱 뚝 떨어지게 된다는 사실도 내포하고 있어 곧 있으면 시작될 야구 시즌에 야구장에 가게 되면 베르누이 법칙이 생각날 것 같다.보일 - 샤를의 법칙보일의 법칙영국의 R.보일이 실험을 통하여 발견한 법칙이다.실험내용 : 용기 속에 넣어 둔 기체 분자는 모든 방향으로 활발한 운동을 하고 있기 때문에 용기 벽에 충돌하여 힘을 주는데, 이처럼 충돌에 의하여 용기벽의 단위 넓이에 작용하는 힘을 그 기체의 압력이라고 한다.외부에서 힘을 가하면 기체의 부피가 감소 되는데, 기체의 밀도가 증가하여 충돌 횟수도 증가하므로 기체의 압력이 증가하게 된다. 반대로 부피가 늘어나면 압력이 감소하게 된다. 보일은 이 실험에서 일정한 온도에서 일정량의 기체의 부피는 압력에 반비례 한다는 사실을 발견하였다.그림과 같이 보일의 법칙 실험 모형에 따르면, P = 기체의 압력 (기압, kg/m2)V = 기체의 부피 (L, m3)로는 항상 일정하다는 이론으로,와 같은 식으로 나타낼 수 있다.간단히 정리하자면 보일의 법칙은 기체의 부피에 대한 압력의 영향에 대해 정리한 법칙이며, 일정한 온도에서 일정량의 기체의 부피는 압력에 반비례한다는 내용이다.위의 표와같이 보일의 법칙을 나타낼 수 있으며 ‘PV = C’이라는 공식이 성립된다. 단, 일정한 온도와 일정량의 기체에 대한 이론이다.샤를의 법칙샤를의 법칙이란 이상 기체의 압력이 일정한 상태에서 V가 기체의 T가 기체의 절대온도, k가 상수값이라 할때라는 공식이 성립한다는 것 이다.즉, 일정한 압력에서 기체의 온도를 높이면 부피가 증가하고 온도를 낮추면 부피가 감소한다는 내용이다.샤를의 법칙을 실험으로 살펴 보았다.온도가 높아짐에 따라 플라스틱 병안의 분자의 움직임이 빨라진다. 때문에 용기의 벽에 충돌하는 횟수가 증가하므로 고무풍선의 크기가 늘어나며, 온도가 낮아짐에 따라 플라스틱 병안의 분자의 움직임이 둔해져 용기의 벽에 충돌하는 횟수가 감소하므로 고무풍선의 크기가 줄어들게 된다.따라서 그림과 표와 같이와의 공식이 성립하게 되는 것이다.보일 - 샤를의 법칙기체의 압력, 온도, 부피 사이의 관계를 나타내는 법칙으로 보일의 법칙과 샤를의 법칙, 게이뤼삭의 법칙을 종합한 법칙을 말한다.두 법칙을 종합해 보면, 일정량의 기체의 부피는 압력에 반비례하고, 절대 온도에 비례한다는 내용이며,식으로는→,로 나타낼수 있다.위에 설명한 것과 같이 보일의 법칙과 샤를의 법칙 그리고 보일-샤를의 법칙을 정리한것은 다음 표와 같다.법칙뜻식그래프보 일일정한 온도에서 일정량의 기체 부피는 압력에 반비례 한다.샤 를압력과 온도가 일정할 때, 기체의 부피는 절대 온도에 비례한다.절대온도 :보일-샤를일정량의 기체의 부피는 절대 온도에 비례하고, 압력에 반비례한다.‘보일의 법칙’과‘샤를의 법칙’이 두 법칙을 합한 ‘보일-샤를의 법칙’모두 중학교때 배운 내용이라 복습이라 생각하고 차근 차근 정리해 보았다.학교를 다니는 중 과학을 워낙 좋아한 지라 아직도 기억이 생생하다. 실험실에서 펌프를 눌러 힘의 조절에 따라 압력의 변화를 체크해 수행평가를 했던 보일의 법칙과 샤를의 법칙이 적용되는 예를 찾아 실험했던 주전자 물 끓이기와 같은 실험들이 아직도 새록새록하다. 보일-샤를의 법칙은 실생활에 아주 밀접해 있어 자칫 잘못하면 큰 사고도 불러 일으킬 수도 있다.예를 들어 부탄가스 같은 경우 자칫 높은 온도가 발생할 수 있는 곳에 놓아두면 터질 위험이 있다. 그래서 항상 부탄가스 경우 구멍을 뚫어서 버려야 한다고 들었다. 예전에 어렸을 때 시골에서 쓰레기를 태우고 있었을 때 라이터가 터져 깜짝 놀란 적이 있었는데, 지금 생각해 보니 보일샤를의 법칙과 연관되어 있는 것 같다. 라이터를 둘러싸고 있는 플라스틱의 압력은 일정한데 온도가 높아져 안에 있는 가스의 압력이 높아져 생긴 일이 아닌 듯 싶다.열역학 법칙열역학 제 0법칙열적 평형 상태를 설명하는 법칙이다.온도가 서로 다른 물체를 접촉시키면 높은 온도의 물체는 열을 빼앗겨 온도가 내려가고 낮은 온도의 물체는 열을 받아 온도가 높아져 온다가 같아져 열의 이동이 정이되는데 이 때 두 물체는 열적평형이 되었다고 말하는데, 이 상태를 열역학 0법칙이라고 한다.따라서 그림과 같이 열역학 제 0법칙에 정의는 두 물체가 제3의 물체와 온도의 동등성을 가질 때 두 물체도 역시 서로 온도의 동등성을 갖는다는 것이다.이 법칙이 온도의 존재를 주장하는 것과 같으며, 나머지 열역학 법칙의 기본이다. 나의 실생활에서의 열역학 법칙으로는 이런 예가 있다. 공강 시간이되면 집이 가까워 식사를 거의 집에서 해결한다. 밥을 그때그때 해먹을 수 없어, 어머니께서 항상 밥을 비닐봉지에 담에 얼려놓으시곤 하는데, 밥을 전자레인지에 돌리기 전 어느 정도 녹인다. 그래서 따뜻한 물을 그릇에 받아 놓고 밥을 그 안에 넣어 놓곤 하는데 몇분 후면 뜨거웠던 물이 차가워지고 밥이 다 녹은걸 확인 할 수 있다. 열역학 제0법칙인 열적 평형상태의 법칙이 가까원 실생활에서 많이 적용이 되고, 항상 이루어지고 있다고 생각한다.열역학 제 1법칙한마디로 ‘에너지 보존법칙’이다어떤 물건의 내부 에너지의 증가량는 물건에 더해진 열 에너지에서 물건이 외부에 해준 일을 뺀 양과 같다 라는 법칙이다.기본적으로 열역학적 물건이 에너지를 가지고 있을 수 있고, 이런 내부에너지가 보존된다는 법칙이다. 열은 높은 온도의 물건에서 낮은 온도의 물건으로 이동하는 에너지이다. 물건의 에너지는 물건이 주변에 역학적 일을 함으로 감소하거나, 주변으로 부터 일을 받음으로 증가한다. 열역학의 제1법칙은 이 에너지가 보존된다는 것이다: 내부에너지의 차이는 받은 열에너지에서 물건이 한 일을 뺀 값과 같다.줄의 실험도르래에 연결된 추를 낙하시키면 단열 장치 속에 있는 노가 회전하면서 일을 하고 이 때 행해진 일에 의해 물의 온도가 상승 하였다 즉, 이 장치에 의해 역학적 일이 열로 변환되었다.동일한 실험 장치에 벌겋게 달군 쇠를 넣어주었더니 열평형상태를 이루면서 역시 물의 온도가 상승하였다.

공학/기술| 2011.03.20| 12페이지| 1,000원| 조회(510)

열역학, 역학, 건축공학, 베르누이

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