공기 1kg이 가진 분자운동에너지는 약 125 kJ입니다.

[주남식]

공기엔진은 '대기중의 수증기만을 에너지원으로 하는 엔진'이 아닙니다.

공기분자(질소가 대부분이므로)의 평균속력을 초당 500미터로 보았을 때

공기 1kg이 가진 분자운동에너지는 약 125 kJ입니다.

E = (mv^2)/2 = (1kg * 500m/sec * 500m/sec)/2

  = 125000 [J] = 125 [kJ]

공기 1입방미터의 질량은 약1.29kg입니다.

1초당 공기1kg을 사용한다면 125kw(약 166마력)의 출력을 낼 수 있습니다.

0℃, 1기압 아래서 공기 1 리터의 질량은 1.293g

http://100.empas.com/pentry.html?i=1085690

공기 [空氣, air]

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개요

지구를 둘러싼 대기의 하층부분을 구성하는 무색·투명·무취의 기체.

본문

지구를 둘러싼 대기의 하층부분을 구성하는 무색·투명·무취의 기체. 수증기를 제외한 공기의 조성은 질소 78.10％, 산소 20.93％, 아르곤 0.93％, 이산화탄소 0.03％ 등으로 되어 있다. 이산화탄소의 함유량은 다소의 변동이 있지만, 표시한 다른 성분의 비율은 지역·시간과 상관없이 일정하다. 도시의 공기에는 이산화황·암모니아·아질산·염화물·탄화수소·먼지 등이, 해안지방의 공기 속에는 염화물 등이 함유되어 있다. 오존은 지표에서는 극히 적고, 존재한다고 해도 10 ％ 정도이다. 공기의 물리적 성질은 다음과 같다. 정압비열(cal·deg g )0.312(－50 ℃, 70 atm), 0.2417(20℃), 0.2366(20∼440℃). 팽창률 0.00367/deg(100℃, 1atm), 증발열 약 50cal/g(액체), 열전도도(cal·cm s deg ) 1.69×10 (－191.1℃), 3.59＋10 (－100℃), 5.33×10 (0℃), 6.81×10 (100℃), 임계온도 －140.7℃, 굴절률 1.0002918, 임계압 37.2atm, 유전율 1.000585, 자기화율 ＋2.9×10 이다. 공기를 상온의 물에 녹이면, 질소 65.09％, 산소 34.91％의 비율로 녹는다. 0℃, 1기압 아래서 공기 1 의 질량은 1.293g이다.

http://100.empas.com/pentry.html?i=1566250&v=47

아보가드로수 [－數, Avogadro's number]

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개요

기체의 종류에 관계없이 0℃, 1atm에서 기체 1mol의 부피 22.4ℓ 속에 포함되어 있는 입자(원자·분자·이온·라디칼·전자 등)의 수.

본문

기체의 종류에 관계없이 0℃, 1atm에서 기체 1mol의 부피 22.4ℓ 속에 포함되어 있는 입자(원자·분자·이온·라디칼·전자 등)의 수. 보통 또는 로 표시하며, =6.022045×10 mol 이다. 아보가드로상수(Abogadro constant)라고도 한다. 이 값은 오스트리아의 J. 로슈미트가 1865년 처음으로 결정했으며 독일에서는 로슈미트수라고도 했고 일반적으로는 0℃, 1atm의 기체 1mℓ 중에 존재하는 분자수를 로슈미트수라고 한다. 아보가드로수라는 명칭은 아보가드로의 법칙에 바탕을 두고 있다. 아보가드로수를 구하는 실험방법 기체의 점성, 확산상수, 에멀션의 분포, 브라운운동 등이 예로부터 이용되었지만 이들 모두 정밀도가 떨어진다. 정밀도를 기하기 위해서는 다음과 같은 방법이 있으며 그 중 ⑶ 의 방법이 가장 정밀도가 높다. ⑴ 라듬의 α입자(헬륨이온)의 방출속도 n과 일정시간 t초에서 얻어지는 헬륨의 생성량 mg과의 사이에서 구한다. 식은 다음과 같다. = / ( 은 헬륨의 원자량) ⑵ 대전된 기름방울의 미량 입자를 낙하시켜 그 속도에서 기본전하량 를 구해(밀리컨의 기름방울 실험), 이것과 패러데이상수 와의 관계로부터 구한다. 식은 다음과 같다. = ⑶ 선회절에 의해 단결정(單結晶)의 단위격자 격자상수를 결정하고 그 격자 내에 포함되는 원자수 또는 분자수에서 구한다.

RE>공기 엔진 효율계산해 보았어요.
번호: 2188	글쓴이: bluebirch	조회: 1	날짜: 2005/01/13 19:21

주남식님의 공기엔진의 효율을 계산해 보았습니다. 읽어보니 액화에 의한 에너지를 역학적 에너지로 변환시키는 장치 치더군요 . 대기의 온도를 300K라 한다면 공기분자가 엔진 안에 아보가드로수 만큼 있다고 가정합니다. 그리고 수증기는 대기중에 1퍼센트 미만으로 있습니다.

그럼 수증기 분자가 모두 액화되어 그 운동에너지가 열에너지로 바뀌었을때 그 에너지를 구하면 대략 3 J이 나옵니다. 즉 이 열에너지가 다른 다른데로 안 세고 전부 공기 분자들을 때리면 결과적으로 피스톤은 3j에 해당하는 일을 하게 됩니다.

 그럼 태양전지의 효율은? 대기에 의한 흡수를 고려해 1분당 단위 면적에 쏟아지는 태양에너지는 1만 칼로리 즉 42J입니다. 그중 30퍼센트 이상을 에너지로 저장할 수 있 읍니다

즉 12.6J 입니다.

 공기엔진의 수증기가 상전이해서 액체로 변하면서 방출한 열이 100퍼센트 역학적 에너지로 바뀐다 해도 태양전지의 효율보다 몇 배나 뒤떨어집니다

열기관에 한정해서 생각한다면 님의 주장은 분명 2종 영구기관이죠. 하지만 제가 말하는 것은 결국 열역학 2법칙은 성립한다는 것입니다. 다른 시스템 전체를 고려해 보았을때요... 분명 님이 공기엔진을 발명하신다면 그것 자체만으로도 대단한 것입니다. 열학학 2법칙에 무관하게 말이죠.

만일 세상에 공기분자가 2몰밖에 없다고 합시다. 1몰을 액화시켜 쓰고 나면 남은 건 1몰입니다.그럼 남은 1몰마저 쓰고 나면 모두 물로 변해 더이상 공기자체가 존재 안합니다. 다행히 태양이 있어 이 2몰의 물을 다시 기화시켜 주겠죠. 실제을 단순화시켜 말한 거지만 본질은 다르지 않습니다.

[bluebirch]

정말로 공기분자들의 운동에너지를 거의 모두 열에너지로 변환시킬 수 있을까요? 좀더 지켜보겠습니다.

[antivirs]

공기엔진의 실린더 부피는 얼마입니까!!!!!!!!!!!!!

[주남식]

엔진의 출력에 따라 다릅니다.

[antivirs]

공기를 1 kg 이고 실린더 무게 + 유효 질량이 수 kg 이라면 공기 속도의 1/2이되어도 운동량이 완전히 빼길 수 없습니다. 님의 가설은 공기 무게가 수천분의 1, 수만분의 1, 그 이상이 되어야 한다는 조건에서 나오는 식을 그대로 사용하셨다는 것을 아시는지요?

[antivirs]

님의 가설에 쓰인 공기 분자 속도의 1/2일 때 공기 분자의 운동량을 다 가져 갈 수 있다라는 조건은 실린더의 무게가 엄청나게 클 경우에만 성립하는 근사식입니다. 질량의 비가 그리 크지 않으면 다 뺏어 갈 수 없죠...

[주남식]

피스톤(혹은 터빈)에 전달된 공기분자의 에너지가 축을 통해서 빠져나오면서 피스톤의 속도가 변하지 않게 하면 분자운동속력의 1/2로 운전해도 문제가 없습니다.

[주남식]

운전되고 있는 실제발전소의 터빈이나 가스터빈엔진의 터빈의 질량도 동작유체의 질량에 비하여 그리 크지 않습니다. 현실장치에 대한 정보들을 살펴 보시기 바랍니다.

[주남식]

그리고 공기로부터 에너지를 '완전히' 빼낼려고 애쓸 필요가 없습니다. 공기는 주변에 얼마든지 있으니까 에너지를 '적당히' 빼고 버리는 것이 경제적입니다.

[antivirs]

님의 가설이 공기분자속도 1/2로 공기분자 운동에너지를 모두 흡수하는 거 아니었나요... 말을 바꾸시는 군요.. 그리고 터빈 등등이 그러하다면 님의 가설을 적용시킬 수 없다는 것을 인정하시는 거군요..

[antivirs]

그리고 님이 빠뜨리신 것은 공기 분자들의 속도 방향은 전방위 입니다. 모든 공기 분자들이 실린더쪽으로만 달려가는 것이 아니랍니다. 단위시간당 1 kg 짜리 공기를 가질 수 있는 용량이더라도 그게 님이 계산한 것처럼 안되죠.. 실린더를 전방위로 깔아 놓을 수 없으니...

[주남식]

노즐을 통과하여 터빈에 충돌하는 공기분자는 대부분이 같은 방향과 속력을 가집니다. 실린더와 피스톤은 공기분자로 부터 에너지를 얻어낼 수 있는 여러가지 방법중 하나인데 효율이 높은 편은 아닙니다. 하지만 분자동력학적인 시뮬레이션을 하기에는 실린더와 피스톤이 비교적 단순한 모델입니다.