[기계기사] 열역학 오토사이클(otto cycle) 효율 공식 암기하기

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오토사이클의 효율을 구하는 공식에는 크게 2가지가 있습니다.

① 압축비(ε)를 이용하는 공식

② T-S선도에서 온도값을 이용해서 효율을 구하는 공식

오토사이클에 대한 기본적인 이론이나 유도과정, 그래프에 대한 설명 등은 이미 인터넷 상에 징글징글할 정도로 널려 있으니 본 포스팅에서는 생략하고, 각종 기계관련 시험에서 바로 적용할 수 있도록 공식 결과값만 암기해 봅니다. 😏

(❗) 본 암기법은 지극히 제 개인적인 방법이므로 단순 참고만 하시기 바랍니다.

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1 압축비를 이용한 효율 공식

오토사이클의 '오토'라는 글자를 주목해 봅니다.

지금부터는 글자 '오토'가 아니라 이미지 '오토'로써 약간의 상상력이 필요합니다.

아래 그림과 같이, '오'라는 글자는 시계방향으로 90도 회전, '토'라는 글자는 반시계방향으로 90도 회전을 시켜봅니다.

그 다음, 회전이 된 '오'와 '토'를 아래 그림처럼 '이미지화' 해서 배치를 해 봅니다.

옆으로 눕혀진 '토' 글자를 '오'의 지수 자리에 위치시키고요,

'오'에서 'ㅇ'의 내부를 위/아래 둘로 나누고(분수의 분자와 분모 개념) 위에서 압력을 줘서 아래로 누릅니다. 그러면 아래쪽 부분이 압축이 되면서 압력이 올라가겠지요.

'ㅇ'의 내부에 공기막에 있어, 위/아래로 나뉘어진 공기탱크라고 상상을 하는 겁니다.

그리고 '오'의 모음 'ㅗ'과 '토'의 모음 'ㅗ'의 이음부분을 각각 따로따로 분리합니다.

이렇게 변형이 돼 이미지화 된 '오토'라는 글자를 원래의 공식과 비교해 봅니다.

(아래 그림 참조)

'오'의 'ㅇ'에서 아래 부분은 압력이 가해져 '압축'이 되있는 상태이므로, 바로 이 자리(분모)에 '압축비'가 들어갑니다.

'토'의 'ㅌ'은 비열비 k와 비슷한 모향으로 변형이 가능합니다.

이와 같이, 분수와 지수로 이루어진 수식이 아니라, '오토'라는 글자를 변형하여 '이미지'로써 기억을 해 두면 압축비를 이용한 오토사이클의 열효율 공식을 쉽게 암기할 수 있습니다.😆

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2 T-S선도 상의 온도값을 이용한 효율 공식

아래와 같이, 오토사이클의 '오토'라는 발음을 살짝 비틀어봅니다.

결국, '오토'를 '옷'이라는 발음으로 왜곡할 수 있고, 이 옷을 '티셔츠'라고 생각을 해봅니다.

따라서 오토사이클 T-S선도의 'T-S'가 'T-Shirt(티셔츠)'구나.. 라고 다소 엉뚱한 상상을 할 수 있지요. 😁

또는

'T-Shirt'(티셔츠)와 'Sun'(태양)의 'T-S'라고도 생각할 수 있습니다.

여기서 '태양'을 말하는 이유는 아래에서 설명을 드립니다.

우리가 책에서 많이 보는 'T-S선도'의 모양을 좀 다르게 생각해 봅시다.

바로 아래 그림처럼, 빨랫줄에 걸린 티셔츠의 모양으로 말이지요~!

빨랫줄에 걸린 티셔츠의 모양이 T-S선도 상의 그래프 모양과 비슷하지요? 😂

빨랫줄에 걸린 티셔츠..

티셔츠가 잘 마를려면 하늘에서 내리쬐는 햇빛이 필요합니다.

제가 위에서 태양을 언급한 건 바로 공식 암기의 순서를 위해서 인데요,

햇빛은 당연히 위에서 아래로 내리쬐므로 그 순서대로 [T₃-T₂]가 먼저 분모의 자리에 들어가고, [T₄-T₁]가 분자의 자리에 들어간다는 것을 이미지로써 암기하기 위함입니다.

우리가 보통 분수식을 읽을 때 분모 먼저 읽는 것과 같은 이치입니다.

햇볕이 내리쬐는 날, 빨랫줄에 걸린 티셔츠..

이 이미지만 기억한다면 T-S선도를 이용한 오토사이클의 열효율 공식을 쉽게 유추하여 암기할 수 있습니다.

물론 T의 아랫첨자(숫자)가 바뀌어도 상관은 없습니다.

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주절주절 설명은 복잡한데, 어려운 건 없습니다.

딱 두 가지 '이미지'만 기억하면 됩니다.

'오토'라는 글자를 회전시켜서 만든 압축비 공식과

빨랫줄에 걸린 티셔츠!

학문 탐구를 목적으로 한 공부와 시험 문제를 풀기 위한 공부는 같을 수도, 다를 수도 있습니다.

결국 실제 시험에서는 '시간'과의 싸움입니다.

선택은 각자 본인의 몫이지요!😎

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꿈:틀, In Space