ChemVault
"안녕하세요~~@.@"
"오랜 기간 '5관왕 서브노트 시리즈'를 사랑해 주셔서 감사드립니다.~ ^^"
"지금까지의 서브노트는 요약 노트 성격이 강해 화공분야 입문자나 비전공자분들이 보시기에 다소 어려움이 있었으리라 생각됩니다."
"금번 개정판은 상세한 이론 설명을 바탕으로 화공분야 수험생 여러분들에게 꼭 필요한 기본서이자 바이블이 될 것입니다."
"아울러, 합격노트에 담지 못하는 방대한 양의 기출문제 해설과 문제 풀이에 필요한 핵심개념/이론 및 OX Quiz는 노션(Notion) 데이터베이스를 활용하여 구독 서비스제로 운영됩니다."
"이를 '켐볼트(ChemVault)' 서비스라고 부르기로 했습니다." ^^
"단순한 문제 풀이를 넘어 스마트한 학습 경험을 만나보시고 여러분의 소중한 시간을 아껴보세요"
"오랜 기간 '5관왕 서브노트 시리즈'를 사랑해 주셔서 감사드립니다.~ ^^"
"지금까지의 서브노트는 요약 노트 성격이 강해 화공분야 입문자나 비전공자분들이 보시기에 다소 어려움이 있었으리라 생각됩니다."
"금번 개정판은 상세한 이론 설명을 바탕으로 화공분야 수험생 여러분들에게 꼭 필요한 기본서이자 바이블이 될 것입니다."
"아울러, 합격노트에 담지 못하는 방대한 양의 기출문제 해설과 문제 풀이에 필요한 핵심개념/이론 및 OX Quiz는 노션(Notion) 데이터베이스를 활용하여 구독 서비스제로 운영됩니다."
"이를 '켐볼트(ChemVault)' 서비스라고 부르기로 했습니다." ^^
"단순한 문제 풀이를 넘어 스마트한 학습 경험을 만나보시고 여러분의 소중한 시간을 아껴보세요"
"새롭게 개편된 **'5관왕의 합격노트(화공열역학)'와 '켐볼트(ChemVault) 서비스'**를 소개합니다."
[📓5관왕의 합격노트(화공열역학)]
1.
5관왕의 합격노트(화공열역학) 특징
•
화공직 공무원 7급 시험문제(총 585문제)와 화공기사(300 문제) 문제를 분석하여 이를 해결하기 위한 핵심개념 위주로 책을 구성했습니다.
•
기존 서브노트는 요약 노트 성격이 강해 화공분야 입문자나 비전공자분들이 보시기에 다소 어려움이 있었으나, 금번 개정판은 상세한 이론 설명을 바탕으로 화공분야 수험생 여러분들에게 꼭 필요한 기본서로 구성했습니다.
•
총 885문제의 기출문제에 대한 상세한 문제풀이와 더불어, 해당 문제를 해결하기 위해 필요한 핵심개념/이론을 정리하였고,개념 학습을 위한 OX Quiz를 문제풀이에 추가하여 문제풀이와 개념학습이 동시에 이루어지도록 해설집을 구성했습니다.
◦
주의: 합격노트(인쇄물)에는 기출문제에 대한 해설은 들어 있지 않으며, 기출문제만 들어 있습니다. 기출문제 해설은 노션 앱을 통해서만 제공되오니 양해 부탁드립니다.
◦
1)문제 해설, 2)문제 풀이에 필요한 핵심개념 및 이론, 3)OX Quiz는 양이 방대하여 합격노트에는 담을 수 없어서, 노션 앱(Notion APP)을 활용하여 구독서비스로 제공됩니다.
2.
합격노트의 타깃과 범위
•
화공직 5급, 7급, 9급 공무원
•
군무원(탄약직)
•
가스안전공사, 중부발전소 화공직 등 다수 공기업
•
화공기사
•
화공임용
3.
합격노트 구성(토글 버튼 클릭하면 상세 설명이 보여집니다)
•
합격노트 엿보기
◦
목차
[📔 켐볼트(ChemVault) 서비스]
1.
켐볼트 서비스란?
•
"켐볼트(ChemValult)는 Chemical(화학)과 Vault(금고)의 합성어로, 화학공학 전공의 핵심 정보와 지식을 체계적으로 보관하여 필요할 때마다 꺼내 볼 수 있는 노션(Notion) 데이터베이스입니다."
•
"켐볼트 서비스는 노션 데이터베이스(Notion DB)를 활용하여 화학공학 분야 시험에 필요한 정보를 제공하는 유료 구독 서비스입니다."
•
켐볼트 서비스는 노션(Notion) 어플리케이션을 통해 기출문제 풀이와 핵심개념 및 OX Quiz가 공유되며, 핸드폰(안드로이드폰, 아이폰), 태블릿, 노트북, 데스크톱(윈도, 맥) 어디에서도 편리하게 보실 수가 있습니다.
◦
노션 설치 후 공유받은 기출문제 해설집은 '화이트 모드'로 노트북 또는 데스크톱에서 보시는 것을 추천드립니다.
1.
켐볼트 서비스 이용 방법
•
절차: 도서구매 주문서 제출 및 입금→Notion 앱 설치(무료)→Notion 앱을 켜서 공유받은 문제 해설서 보기
◦
아래 링크를 통해 회원가입 후 핸드폰, 태블릿, 노트북, 데스크톱 컴퓨터 등에 노션(Notion)앱 설치 후 이용 가능합니다.
▪
노션 링크:
◦
도서 구매 주문서를 통해서 보내주신 e-mail 주소로 기출문제 상세풀이, 핵심개념 및 이론 설명과 OX Quiz 자료가 노션을 통해서 공유됩니다.
[💎 켐볼트 서비스 구독 플랜 (Basic / Premium / VIP)]
구분 | Basic(베이직) | Premium(프리미엄) | VIP(브이아이피) |
대상 | 상급, 전공자, 기본서 책을 보며 도움 없이 스스로 이해하며 문제풀이에 응용할 수 있는 사람 | 중급, 전공자이지만 상세한 문제풀이 해설과 더불어 문제풀이에 필요한 핵심 개념 부연 설명이 필요한 사람 | 초시생, 비전공자, 상세한 문제풀이 해설과 더불어 문제 풀이에 필요한 핵심개념 설명 부연 설명이 필요한 사람, OX Quiz를 통해 개념에 대한 이해를 높이고자 하는 사람 |
제공 문항수 | 총 225문제 해설 | 총 365 문제 해설 | 총 885문제 해설 |
상세 내용 | 최근 5개년 국가직7급, 서울시7급 기출문제 | 최근 10개년 국가직7급, 서울시7급 기출문제 | 1. 전 기출문제(2007년~2025년) 2. 화공기사(2015~2019) 300제 |
문제 해설 수준 | 1. 상세 문제풀이 | 1. 상세 문제풀이 + 2. 문제풀이에 필요한 핵심개념 설명자료 | 1.상세 문제풀이 + 2. 문제풀이에 필요한 핵심개념 설명자료 3. QX Quiz |
해설 보기 모드(View mode) | **1. 연도별로 모아보기 | ||
2. 챕터별로 모아보기** | **1. 연도별로 모아보기 | ||
2. 챕터별로 모아보기 | |||
3. 핵심개념별로 모아보기 | |||
4. 난이도별로 모아보기 | |||
5. 중요도별 모아보기** | **1. 연도별로 모아보기 | ||
2. 챕터별로 모아보기 | |||
3. 핵심개념별로 모아보기 | |||
4. 난이도별로 모아보기 | |||
5. 중요도별 모아보기 | |||
6. 챕터별+난이도별로 모아보기 | |||
7. 챕터별+중요도별로 모아보기 | |||
8. 핵심개념+난이도별로 모아보기 | |||
9. 핵심개념+중요도별로 모아보기 | |||
10. 중요도+난이도별로 모아보기 | |||
11. 그래프 문제 모아보기 | |||
12. 수학적 개념문제 모아보기 | |||
13. 계산 및 이론문제 모아보기 | |||
14. 빈도수(핵심개념) 통계 보기** | |||
구독 기간 | 6개월 | 6개월 | 12개월 |
**구독료 | |||
(교재 구매자 한정)** | 무료 | 20,000원/6개월 | 30,000원/12개월 |
< 화공열역학 기출문제 출제 현황(2007년~2025년) >1.
기출문제 해설을 여러가지 '보기 모드(multiple view mode)'로 제공합니다.(토글 버튼 클릭하면 상세 설명이 보여집니다)
2.
•
1. 연도별로 모아보기: 기출문제를 연도별로 그룹화하여 보기
•
최근 출제 유형을 살펴보고 싶은 수험생이라면, 출제년도별로 필터링해서 볼 수 있습니다.
•
2.챕터별로 모아보기: 기출문제를 챕터1~챕터13 으로 그룹화하여 보기
•
3. 핵심 개념별로 모아보기: 라울의 법칙, 맥스웰관계식, 비리얼식 등 관련 문제 등 핵심 개념별로 기출문제를 그룹화하여 보기
•
모든 문제 각각에는 해당 문제를 해결하는데 필요한 핵심 개념들이 Tag로 설정되어 있습니다.
•
핵심 개념별로 문제를 모아서 볼 수 있습니다.
•
예를들어서 "엔트로피" 문제에 대해서 모아서 볼 수 있습니다.
•
4.난이도별로 모아보기: 난이도 상,중,하로 구분하여 기출문제를 그룹화하여 보기
•
모든 문제에는 각 문제의 난이도가 "상,중,하"로 구분되어 있습니다.
•
"상"은 어려운 개념, 복잡한 계산을 수반하는 문제입니다.
•
"하"는 대부분의 수험생이 알법한 수준의 문제이며, 기본 개념을 숙지하면 해결할 수 있는 수준의 문제입니다.
•
"중"은 "상"과 "하"의 중간에 해당합니다.
•
5.중요도별로 보기: 중요도가 높음,보통,낮음으로 구분하여 기출문제를 그룹화하여 보기
•
모든 문제에는 각 문제의 중요도가 "높음, 보통, 낮음"으로 구분되어 있습니다.
•
"높음"은 문제 해결에 필요한 핵심 개념의 출제 빈도가 높은 문제를 의미합니다.
•
"낮음"은 문제 해결에 필요한 핵심 개념의 출제 빈도가 낮은 문제를 의미합니다.
•
"중간"은 "높음"과 "낮음"의 중간에 해당합니다.
•
6.챕터별+난이도별로 모아보기
•
7.챕터별+중요도별로 모아보기
•
8.핵심개념+난이도별로 모아보기
•
9.핵심개념+중요도별로 모아보기
•
10.중요도+난이도별로 모아보기
•
난이도와 중요도를 동시에 필터링해서 기출문제를 모아서 볼 수 있습니다.
•
수험생활이 길지 않은 초시생이라면, 난이도가 "하"이면서 중요도가 "높음"의 문제를 모아서 풀어보시는 것을 추천드립니다.
•
고득점을 목표로 하는 수험생은 모든 문제를 풀어보는 것을 추천드리며, 중요도가 "높음→보통→낮음" & 난이도가 "하→중→상"의 순서대로 모두 풀어보시는 것을 추천드립니다.
•
11.그래프 문제 모아 보기: PV 선도, TS선도, PH선도 등 그래프를 해석하여 문제를 해결해야 하는 기출문제를 그룹화하여 보기
•
12.수학적 개념이 필요한 문제 모아 보기: 미분과 편미분, 적분, 극한 등 수학적 개념이 필요한 기출문제를 그룹화하여 보기
•
13. 계산 및 이론문제 모아 보기: 시험전 이론문제만 빠르게 그룹화하여 보기
•
14.유형별+챕터별로 모아보기: 국가직, 서울시, 화공기사로 나눠 챕터별로 보기
•
켐볼트 서비스는 기출문제 해설을 여러가지 기준으로 '필터링'하여 볼 수 있습니다.
•
문제 해설은 '보기 모드'와 '필터링' 기능을 섞어 더욱 세분화해서 분류할 수 있습니다.
◦
(챕터별 보기 모드 + 중요도 필터링)
◦
(챕터별 보기 모드 + 난이도 필터링)
◦
이 밖에도 스스로 필터링 조건을 조합하여 활용가능합니다. (ex. 중요도가 높으며, 난이도가 낮은 문제를 먼저 풀어보고 싶다면,,,,, 중요도가 높은 수학적 개념 문제를 풀어보고 싶다면,,,,,,)
◦
기출문제 해설 샘플(켐볼트 서비스)
▪
2025_국가직_화공열역학_6
▪
문제풀이:
1.
문제 분석:
•
주어진 정보를 바탕으로 증기-압축 냉방 시스템이 작동하는 데 필요한 전력량($W_{\text{in}}$)을 계산하는 문제이다.
1.
주어진 값 정리:
•
냉방 용량 (Refrigeration Capacity, $\dot{Q}_{\text{L}}$): $30 \text{ kW}$
•
응축기 온도 ($T_{\text{H}}$)와 증발기 온도 ($T_{\text{C}}$)의 비: $\frac{T_{\text{H}}}{T_{\text{C}}} = 1.25$
•
증기-압축 사이클의 성능 계수: $\text{COP}{\text{Actual}} = 0.75 \times \text{COP}{\text{Carnot}}$
1.
Carnot 성능 계수 ($\text{COP}_{\text{Carnot}}$) 계산
•
Carnot 냉방 사이클의 성능 계수($\text{COP}_{\text{Carnot}}$)는 다음과 같다:
◦
$\text{COP}{\text{Carnot}} = \frac{T{\text{C}}}{T_{\text{H}} - T_{\text{C}}}$
•
주어진 온도 비를 사용하기 위해서 식을 변형하면,
◦
$\text{COP}{\text{Carnot}} = \frac{1}{\frac{T{\text{H}}}{T_{\text{C}}} - 1}$
•
여기에 $\frac{T_{\text{H}}}{T_{\text{C}}} = 1.25$를 대입하면,
◦
$\text{COP}_{\text{Carnot}} = \frac{1}{1.25 - 1} = \frac{1}{0.25} = 4$
1.
증기-압축 사이클의 실제 성능 계수 ($\text{COP}_{\text{Actual}}$) 계산
•
주어진 조건에 따라 실제 성능 계수는 Carnot 성능 계수의 75%이다.
•
$\text{COP}{\text{Actual}} = 0.75 \times \text{COP}{\text{Carnot}} = 0.75 \times 4 = 3$
1.
소요 전력량 ($W_{\text{in}}$) 계산
•
성능 계수(COP)는 냉방 용량($\dot{Q}{\text{L}}$)을 소요 전력량($\dot{W}{\text{in}}$)으로 나눈 값이다.
•
$\text{COP}{\text{Actual}} = \frac{\dot{Q}{\text{L}}}{\dot{W}_{\text{in}}}$
•
따라서, 소요 전력량은 다음과 같다: $\dot{W}{\text{in}} = \frac{\dot{Q}{\text{L}}}{\text{COP}_{\text{Actual}}}$
•
여기에 주어진 값과 계산된 $\text{COP}{\text{Actual}}$을 대입하면, $\dot{W}{\text{in}} = \frac{30 \text{ kW}}{3} = 10 \text{ kW}$
정답: ③
핵심개념 및 이론:
9-1. 카르노 냉동기(공정별 에너지수지)
1.
카르노 냉동기 개요
•
카르노 냉동기는 카르노 열기관의 정반대로 작동하는 이상적인 냉동기이다.
◦
카르노 열기관과 마찬가지로 가장 높은 효율로 작동되는 냉동기이다.
•
2개의 등온 과정을 거쳐 저온 $T_c$에서 열 $Q_c$가 흡수되고, 고온 $T_H$에서 열 $Q_H$가 방출된다.
•
모든 과정들은 가역적이므로 최소 일을 투입하여 최대의 냉동효과를 얻는다.
•
냉동과정은 비자발적인 과정이다. (∵ 열은 고온에서 저온으로 자발적으로 이동한다)
•
비자발적인 냉동과정이 자발적으로 일어나기 위해서는 외부에서 일을 가해줘야만 한다. (=클라우지우스의 진술)
1.
카르노 냉동기 사이클 4단계 및 각 공정
•
1→2: 증발기(등온 팽창, $Q_c$ 흡수)
◦
냉매가 저온($T_c$)·저압에서 열($Q_c$)을 흡수하여 증기(혼합 상태)로 등온 팽창한다.
◦
에너지 수지식: $\Delta H = Q + W_s \quad \xrightarrow{W_s = 0} \quad$ $\boxed{\Delta H = Q_c}$$\quad \rightarrow \quad$
$\boxed{|Q_c| = H_2 - H_1}$
$\boxed{|Q_c| = H_2 - H_1}$
◦
열 흡수량: $Q_c = T_c \Delta S$
▪
위 식은 TS 선도에서 ① → ② 직선 아래의 면적을 의미한다.
•
식 유도: $dH=VdP+TdS \xrightarrow{\hspace{0.1cm} dP=0 \hspace{0.1cm}} dH=TdS \xrightarrow{\hspace{0.1cm} \int \hspace{0.1cm}} \Delta H=Q_c =T \Delta S$
◦
엔탈피 증가($Q_c>0$), 압력 일정(저압), 온도 일정(저온)
•
2→3: 압축기(가역 단열 압축, $W_s$ 투입)
◦
기액 혼합상태인 냉매를 압축해서 포화증기로 만드는 가역 단열과정
◦
외부에서 일($W_s$)이 투입된다.
◦
엔트로피 일정, 온도 상승, 압력 상승
◦
에너지 수지식: $\boxed {\Delta H=W_s}$$\quad \rightarrow \quad$$\boxed {|W_{s,comp}| = H_3-H_2}$
•
3→4: 응축기(등온 압축, $Q_H$ 방출)
◦
고온(열원 $T_H$)에서 냉매가 등온으로 열을 방출하며 응축된다.
◦
열 방출량: $Q_H=T_HΔS$
▪
TS 선도에서 ③ → ④ 직선 아래의 면적을 의미한다.
◦
압력 일정, 온도 일정, 엔탈피 감소
◦
에너지 수지식: $\boxed {\Delta H=Q}$$\quad \rightarrow \quad$$\boxed {|Q_H|=H_3-H_4}$
•
4→1: 팽창기(가역 단열 팽창, $W_s$ 방출)
◦
액체 냉매가 팽창기를 통과하여 단열적으로 팽창하며 온도와 압력이 급격히 감소한다.
◦
엔트로피 일정, 온도 감소, 압력 감소
◦
에너지 수지식: $\boxed { \Delta H =W_s }$$\quad \rightarrow \quad$$\boxed {|W_{s,expander}|=H_4-H_1}$
1.
카르노 냉동기의 성능계수(COP)
•
$\boxed {COP = \frac{|Q_C|}{|W_{net}|} = \frac{|Q_C|}{|Q_H| - |Q_C|} = \frac{T_C}{T_H - T_C} = \frac{H_2 - H_1}{(H_3 - H_4) - (H_2 - H_1)}}$
◦
위 식에서 $\boxed {COP = \frac{|Q_C|}{|W_{net}|} = \frac{|Q_C|}{|Q_H| - |Q_C|}}$ 관계식은 열역학 제1법칙으로 부터 유도된 식이기 때문에 어떤 상황에서도 사용이 가능하다(가역, 비가역 공정 모두 사용 가능)
◦
하지만, $\boxed {COP = \frac{T_C}{T_H - T_C} }$는 카르노 냉동기 관계식에서 유도된 식으로서 가역 냉동기에서만 성립하는 식임에 유의해야 한다.
•
카르노 냉동기의 성능계수는 냉매의 종류와는 무관하다.
< 카르노 냉동기 공정 >
장치 | 조건 | 식 | 과정 설명 |
증발기 | |||
(1→2) | $W = 0$ | $ | Q_c |
(열 흡수) | |||
압축기 | |||
(2→3) | $Q = 0$ | $ | W |
(가역 단열압축) | |||
응축기 | |||
(3→4) | $W = 0$ | $ | Q_H |
(열 방출) | |||
팽창기 | |||