• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.120-120
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• 2003

• 한국진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.231-237
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• 2013

본 연구에서는 분동식 기준압력계의 기준분동(reference weight)의 부피를 측정하는 새로운 측정방법인 기체용적계(gas pycnometer) 측정방법을 제안하였다. 제안된 측정방법에 의한 측정결과로서 기준분동 1 kg, 2 kg, 5 kg에 대한 부피 측정불확도는 신뢰수준 95%에서 0.2%를 나타내었다. 기체용적계의 주요 장치는 샘플용기와 팽창용기, 정밀압력계, 정밀온도계, 진공펌프로 구성되며, 측정 원리는 일정한 용기 내에 들어 있는 일정한 양의 기체의 압력과 부피는 서로 반비례한다는 보일(boyle's law)의 법칙을 용용하였다. 본 결과는 현재까지 문헌이나 제조사로부터 기준분동 재질에 대한 밀도값을 적용하여 오던 것을 기준분동의 부피를 직접 측정하여 밀도값을 적용함으로서 압력기준기의 압력 기준값에 대한 국가측정표준의 신뢰도 향상에 기여될 것이다.

• 대한화학회지
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• 제43권5호
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• pp.564-577
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• 1999

본 연구는 학생들이 갖고 있는 입자개념과 분자운동에 관한 개념을 바탕으로 기체의 상태변화, 분자운동, 압력과 부피, 기체법칙 등 기체의 성질과 관련된 중${\cdot}$고등학생들의 오개념을 조사하고, 그 오개념의 분포상황을 고찰함으로서 개념 학습의 효율화를 추구하고, 교사에게는 관련 단원의 학습 전개에 도움을 주고자 하였다. 이를 위해 중학교 3학년 1O0명, 고등학교 2학년 150명을 대상으로 기체의 성질과 관련된 개념조사 문항지를 개발하여 오개념의 유형을 조사하엿다. 그 결과 학생들은 기체의 성질에 대한 다양한 오개념을 가지고 있었으며, 주 오개념은 다음과 같다.(1) '기체 분자들끼리 부딪혀 에너지를 방츨한다' 또는 '기체 분자들 사이에 공기가 채워져 압력이 나타난다'를 비롯하여 '압력이 작용하는 방향은 중력 방향과 관련 있다', (2) 온도에 따른 부피변화에서 '분자가 열을 받으면 분자의 크기가 커져 부피가 증가한다'와 '분자수가 증가해 분자들의 운동이 활발하다', (3) 고도에 따른 압력과 부피 개념에서는 지상에서 높이 을라감에 따라 압력이 낮아지는 것은 온도가 낮아지기 때문이다'와 '기체 분자의 압력은 기체분자의 충돌 수에 반비례한다', (4) '분자의 크기가 다르므로 같은 부피에 존재하는 분자수가 다르다' 등이었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권4호
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• pp.429-435
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• 2015

벨로우즈는 줄-톰슨 소형 극저온 냉각기에서 온도조절장치로 사용하는 중요한 부품이다. 벨로우즈는 매우 얇은 쉘로 제작되었으며 내부는 질소기체로 충전되어 있다. 또한 재료는 니켈-코발트 합금이며 이 재질은 $300^{\circ}C$에서 극저온까지 탄성계수와 강도가 변하지 않는 금속이다. 벨로우즈 내부의 기체는 온도가 바뀌면 기체의 압력과 부피가 변하고 결과적으로 벨로우즈가 길이 방향으로 수축 또는 팽창한다. 이 현상을 해석하기 위하여 주어진 온도에서 기체의 상태방정식이 만족될 때까지 수정된 압력하에서 벨로우즈의 변형과 변형된 내부 체적을 반복적으로 계산하였다. 현 연구에서 기체의 온도-부피-압력 상태를 정의하는 식으로 MBWR 상태 방정식이 채택되었다. 제안한 해석 방법론의 타당성을 증명하기 위하여 실험을 수행하였고 비교결과 수치 해는 실험값과 잘 일치하였다.

• 에너지공학
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• 제5권1호
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• pp.19-27
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• 1996

극저온 물질의 저장용기가 외부로부터 일정한 열유속을 받을 때 저장용기내의 압력상승을 해석하였다. 저장용기는 원통형 축대칭이고 윗벽과 아래벽은 단열되었으며 열유속은 옆벽에서 받는다. 유한차분법을 이용하여 저장용기내의 자연대류현상을 해석하였으며, 대상물질로는 산소, 수소 및 질소를 대상으로 하였다. 액체는 비압축성 유체, 기체는 virial 상태방정식을 만족하는 것으로 가정하였다. 기체의 2차 virial 계수는 Lennard-Jones 모형으로부터 구했다. 저장용기내의 압력상승에 미치는 주요한 인자는 외부열유속과 저장용기벽의 열용량 그리고 기체의 초기 부피비였으며, 이들중 가장 중요한 변수는 외부열유속이었다. 산소에 대해 기체를 이상기체를 가정했을 때와 virial 상태방정식을 만족하는 기체로 가정했을 때의 압력차이를 비교했다.

• 대한화학회지
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• 제57권5호
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• pp.640-655
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• 2013

우리나라 중학교 '과학1'에 실려 있는 '물질의 상태 변화'와 '분자의 운동'에 대한 서술 내용이 요구하는 인지 요구도를 분석하였다. '분자의 운동'에는 '확산과 증발', '기체의 압력과 부피', '기체의 온도와 부피', 그리고 '상태 변화와 열에너지' 개념이 포함된다. 인지 요구도 분석에 활용한 분석 준거는 영국에서 개발된 과학 교과 내용 분류틀에 있는 3종류 분석틀이다. 분석 대상인 6종 교과서 내용들이 요구하는 인지 수준들은 구체적 조작 수준과 형식적 조각 수준들이 다양하였다. 해당 내용에는 여러 인지 수준들이 있으나 그 중에서도 높은 인지 수준을 요구하는 내용들을 보면 다음과 같다. 첫째, 단원 초기에 물질의 세 가지 상태를 설명할 때에는 그 서술 내용이 요구하는 높은 인지 수준이 6종 모두 후기 구체적 조작 수준이다. 그러나 단원의 초기 이후부터는 이에 대한 설명이 모두 초기 형식적 수준이다. 분자 배열과 분자 모형에 관한 내용이 요구하는 높은 인지 수준은 모든 6종 교과서가 분자 운동으로 서술하고 있기 때문에 초기 형식적 조작 수준이다. 둘째, 확산과 증발 개념에 대한 내용이 요구하는 높은 인지 수준은 6종 교과서 모두 초기 형식적 조작 수준이다. 왜냐하면 상태 변화를 분자 운동론으로 서술하고 있어서 초기 형식적 조작 수준이다. 셋째, 기체의 압력과 부피, 기체의 온도와 부피 개념에 대한 내용이 요구하는 높은 인지 수준은 교과서 6종 모두 초기 형식적 조작 수준이다. 분자 운동을 이용한 형식적 모델을 이해해야 하고 그리고 그래프를 통해 보일 법칙과 샤를 법칙을 이해해야 하기 때문에 학생들은 고차식의 그래프를 해석해야 하며, 두 독립변수 사이의 관계를 발견해야 하므로 초기 형식적 조작 수준이다. 넷째, 상태 변화와 열에너지 개념에 대한 내용이 요구하는 높은 인지 수준은 교과서 6종 모두 초기 형식적 조작 수준이다. 물질의 끓는점과 어는점을 설명하는 고차식 그래프의 해석 능력을 요구하고 있기 때문에 초기 형식적 조작 수준이다. 물질의 상태 변화와 온도의 관계도 분자 운동론을 이용하여 서술하고 있기 때문에 초기 형식적 조작 수준이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권2호
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• pp.91-97
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• 2002

응축영역 에너지 방정식과 기체 영역에 관한 화염모델을 사용하여 연소실 압력 강하에 반응하는 고체 추진제의 동적 소화 특성을 살펴보았다. 화염모델에서는 기체가 반응영역을 통과하는데 걸리는 시간(잔존시간, r,)이 동적 소화 특성을 결정하는 중요한 인자임을 확인하였다. 본 논문에서는 r,을 확산과 화학반응 시간의 다양한 조합으로 가정하였으며 이를 이용하여 동적 소화 특성을 살펴보았다. 또한 연소실 부피의 유한함에 따른 압력변화와 이에 대한 연소의 동적 반응도 살펴보았다. 동적 소화는 화학반응 시간보다는 확산 시간에 의하여 커다란 영향을 받는 현상임을 확인하였다. 그리고 연소실 부피가 유한한 경우가 무한한 경우보다 복잡한 동적 소화 특성을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권4호
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• pp.665-674
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• 2020

외부순환형 공기부양반응기에서 낮은 주파수의 압력 변동에 대해 연구하였다. 상승관과 하강관의 상부와 하부에 설치된 내압관의 액면을 휴대폰으로 촬영하는 방법으로 빠른 주파수의 변동이 제거된 압력을 측정하였다. 자기상관함수와 교차상관함수의 계산을 통해 압력의 주기적인 변동을 확인하였다. 기체속도가 일정하여도 순환액체의 관성으로 인해 압력은 물론이고 상승관과 하강관내의 기체체류량도 주기적으로 변동하였다. 일반적으로 기체유속이 증가할수록 압력 변동의 강도는 커졌다. 비분산 액체높이가 0.04 m일 때 압력 변동의 주기는 기체속도가 0.14 ms^-1에서 극대값을 보여주었다. 이는 기체속도가 커질수록 순환 액체속도의 증가율은 둔화하고 효과적으로 순환하는 액체의 부피가 감소하므로 순환액체의 관성이 극대값을 보이기 때문이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.459-464
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• 2009

가압 삼상슬러리 기포탑에서 탑의 직경변화에 따라 기체-액체 물질전달 특성을 고찰하였다. 기체 유속, 운전압력, 액체점도, 슬러리상에서 고체입자의 양 그리고 탑의 직경이 기체-액체 부피물질전달계수에 미치는 영향을 결정하였다. 운전변수들이 물질전달계수에 미치는 영향은 기포탑의 직경이 변화함에 따라 다르게 나타났다. 기체-액체 부피물질전달계수는 기체유속이나 운전압력이 증가함에 따라 증가하였으나, 기포탑의 직경, 액체의 점도 그리고 슬러리상에 고체입자의 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 기체-액체 물질전달계수가 기체유속 증가에 따라 증가하는 경향과 액체의 점도가 증가함에 따라 감소하는 경향은 기포탑의 직경이 증가함에 따라 점차 감소하였다. 그러나, 운전압력과 슬러리상에 포함된 고체입자의 농도가 기체-액체 물질전달계수에 미치는 영향은 기포탑의 직경이 변화함에 따라 큰 영향을 받지 않았다. 본 연구의 실험범위에서 기체-액체 물질전달계수는 다음 식과 같은 실험변수의 상관식으로 나타낼 수 있었다. $k_La=0.02D^{-0.26}U_G^{0.28}P^{0.43}{\mu}_L^{-0.04}S_c^{-0.35}$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.331-331
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• 2010

반도체 제조, 디스플레이 산업 등의 진공공정에서 잔류기체의 종류와 양에 대한 관심이 높아지면서 사용이 쉽고 높은 정확도를 가지는 사중극 질량 분석기(QMS)가 널리 쓰이고 있다. 특히 고진공으로 내려가면서 리크디텍션(leak detection)과 미세량의 잔류기체 감지가 더욱더 요구된다. 그중에서도 진공공정에서의 수소 가스를 감지하는 것은 매우 중요하므로 $H_2$/Ar 혼합가스를 이용하여 미세농도의 수소를 측정하였다. 측정하려는 가스를 부피확장 방법으로 가스챔버로 희석하여 이동시키고 핀홀에서 가스유량을 더 줄여서 QMS가 기체를 감지하는 압력범위를 유지하면서 측정하였다. 미세량의 수소기체를 감지하기 위해 이온소스의 emission current, Ion ref. voltage, cathode voltage의 변수를 조절하여 QMS를 최적화 하였으며, 그 결과 수십 ppm 농도까지 측정이 가능하다.