위험물에 대한 기초 계산

 

위험물에 대한 기초 계산

* 원자량 H:1 , C:12,N:14,O:16,Na:23, Mg:24 , P:31,S:32,Cl:35.5,K:39,Ca:40, * 분자량 계산 예시: H2O (1x2 + 16) = 18 CO2=44, C2H5OC2H5=74, CS2 =44, C6H6=66, CH3COCH3=58, C2H5OH=46 CH3OH=32,NaHCO3=84, NH4H2PO4=115, HPO3=80, CCl4=154,CH2ClBr=129.5

1.온도 K = ℃ + 273, R = ℉ + 460

2.압력 1atm = 760mmHg = 13.6g/㎠ = 1.0332 Kg/㎠

절대압력 = 대기압 + 게이지압력

3.열량: 열이 많고 적음을 나타내는 양 (단위: cal, BTU CHU)

1kcal = 1,000cal = 4.2 kj

4.비열: 표준대기압에서 어떤 물질 1Kg의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량

(기호:C, kcal/kg.℃, cal/g.℃, btu/lb.℉)

5.열용량: 어떤 물질의 온도를 1℃높이는데 필요한 열량

열용량 = 비열 x 질량

6.열의종류

- 현열: 상태의 변화 없이 온도가 변화될 때 필요한 열량 Q = G.C(t2 – t1)

- 잠열: 온도의 변화 없이 상태를 변화시키는데 필요한 열량 Q = G X r

(r: 잠열, 예:얼음의 융해열은 80kcal, 물의 증발(기화)잠열 539kcal

7.기체의 밀도:기체의 단위 부피단 질량의 비 (g/l, kg/㎥)

- 표준상태(0℃, 1기압) 의 기체의 밀도를 구하는 공식

d(기체의 밀도) = M(분자량) / 22.4 (g/l)

- 표준상태가 아닌 상태에서 기체밀도를 구하는 식

d = M(분자량)/ 22.4 X T1 / T2 X P2 /P1

- 일정한 온도와 압력 및 분자량으로 부터 기체의 밀도를 구하는 식

PV = W/M RT(이상기체 상태방정식) , PV = W/V RT, d(일도) = W(질량)/V(부피)

d = PM/RT

 

8.기체의 비체적: 기체 밀도의 역수로 단위 질량당의 부피(단위: l/g)

 

9.기체의 비중: 표준상태(0℃, 1기압)에서 공기의 밀도에 대한 기체의 밀도의 비(단위:무차원)

기체의 비중 = 어떤 기체의 밀도/공기의 밀도 = 분자량/22.4

29/22.4

10.액체의 밀도: 액체 단위 부피에 대한 질량의 비 (g/㎤)

11.액체의 비중:표준물질(4℃의 순수한 불)의 밀도에 대한 어떤 물질의 밀도의 비(단위:무차원)

액체의 비중 = 물체의 무게 / 같은 부피에서 4℃의 물의 무게

12.액체의 비중도

보오메(Baume) S가 1보다 클 경우 S = 144.3/ 144.3 + ºBe

S가 1보다 작을 경우 S = 144.3 / 144.3 - ºBe

API:주로 석유류 제품의 비중을 측정할 때 사용

API = 141.5 / S - 131.5

13.보일.샤를의 법칙

보일(Boyle)의 법칙:일정한 온도에서 일정량의 기체가 차지하는 부피는 압력에 반비례한다.

P1 x V1 = P2 x V2

샤를(Charles)의 법칙:일정란 압력에서 일정량의 기체가 차지하는 부피는 절대온도(K)에 비례한다.

V1/T1 = V2/T2

보일.샤를의 법칙

P1xV1 = P2 x V2

T1 T2

14.이상기체 상태방정식: PV = nRT

n (기체의 몰수) = W(무게) / M(분자량)

R = PV/nT = 1atm X 22.4/ 1g-mol x 273 K = 0.082 (ℓ.atm/ g-mol K)

15.돌턴(Dalton)의 분압법칙

혼합기체의 전압은 각 성분 기체들의 분압의 합과 같다

P = PA + PB + PC

15-1.아보가드로법칙:모든기체는 같은온도,같은압력에서 같은 부피속에 들어 있는 분자수는 같다

모든 기체 1mol은 표준상태에서 22.4ℓ이며 이속의 분자수는 6.023 x 1023개

* 표준상태(STP): O℃, 1atm(기압) * 기체 1mol = 1g 분자

16.그레이엄(Graham)확산 속도법칙

- 일정한 온도에서 기체의 확산속도는 그 기체 밀도(분자량)의 제곱근에 반비례한다.

17 용해도:일정한 온도에서 용매 100g에 녹을 수 있는 용질의 최대 g수

용해도 = 용질의 g수 / 용매의 g수 x 100

18.중량 백분율 (%농도): 용액 속에 녹아 있는 용질의 g수를 나타낸 농도

%농도 = 용질의 양(g) / 용액의 양(g) X 100

19.몰농도 (M농도):용액 1ℓ속에 녹아 있는 용질의 몰수(용질의 무게 / 용질의 분자량)를

나타낸 농도

M농도 = 용질의 무게g(W) / 용질의 분자량g(M) X 1000 / 용액의 부피(ml)

% → mol농도 환산시 (M농도 = 액체의 비중 x 1,000 x %/100 x 1/분자량)

20.몰랄농도 (M농도):용매 1kg(1,000g)에 녹아 있는 용질의 몰수(용질의 무게 / 용질의 분자량)를

나타낸 농도

M농도 = 용질의 무게g(W) / 용질의 분자량g(M) X 1000 / 용매의 무게(g)

21.규정농도(N농도): 용액 1ℓ속에 녹아 있는 용질의 g당량수를 나타낸 농도

N농도 = 용질의 무게(g) / 용질의 당량수(g) X 1,000 / 용매의 부피 (ml)

N V = N’V’ (N:몰랄농도, V:부피)

22.당량의 계산

산 또는 염기의 당량 = 산 또는 염기의 g분자량 / 염기의 산도 또는 산의 염기도

(염기의 산도: OH수, 산의 염기도: H수)

산의 1g당량 = g분자량 / 염기도 (산의 H수)

염기의 1g당량 = g분자량 / 산도 (염기의 OH수)

23.라울(Rault)의 법칙: 묽은 용액에서의 비등점 상승도와 빙점 강하도는 그 물질의 몰랄농도에

비례한다

비등점 상승도 = 몰랑농도 x 분자상승, 몰오름

빙점 강하도 = 몰랄농도 X 분자강하, 몰내림

TB = W/M x 1,000/A x KB (여기서 분자량을 구할 수 있다)

24.수소이온 지수(pH): 수소이온 농도의 역수를 상용대수(log)로 나타낸 값

pH = log 1/[H+] = - log [H+]

pH + pOH = 14

25.탄소와 수소의 연소반응식

C + O2 → CO2 , H2 + 1/2 O2 → H2O

26.탄화수소계(CmHn)의 반응식 CmHn + (m + n/4) O2 → mCO2 + n/2 H2O

예) C2H2 + 2.5O2 → 2CO2 + H2O

메탄 CH4, 에탄 C2H6, 프로판 C3H8

27.특수인화물의 연소방응식

에테르 (C2H5OC2H5): C2H5OC2H5 + 6O2 → 4 CO2 + 5H2O

아세트알데히드 (CH3CHO): CH3CHO + 2.5O2 → 2 CO2 + 2H2O

이황화탄소 (CS2): CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2

28.제1석유류의 연소반응식

아세톤(CH3COCH3): CH3COCH3 + 4O2 → 3 CO2 + 3H2O

벤젠(C6H6): C6H6 + 7.5O2 → 6CO2 + 3H2O

톨루엔(C6H5CH3): C6H5CH3 + 9O2 → 7CO2 + 4H2O

29.제2석유류의 연소반응식

초산(CH3COOH): CH3COOH + 2O2 → 2CO2 + 2H2O

의산(HCOOH): HCOOH + 0.5O2 → CO2 + H2O

30.제3석유류의 연소반응식

에틸렌글리콜 C2H4(OH)2: C2H4OH)2 + 2.5O2 → 2CO2 + 3H2O

글리세린 C3H5(OH)2: C3H5(OH)2 + 3.5O2 → 3CO2 + 4H2O

31.알코올류의 연소방응식

메틸알코올 CH3OH + 1.5O2 → CO2 + 2H2O

에틸알코올 C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

** 아세틸렌의 분해반응식 C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O **

32. 화학포소화약제의 화학 반응식

6NaHCO3 +Al2(SO4)3 +18H2O →3Na2SO4 +2Al(OH)3 +6CO2 +18H2O

33.분말소화약제의 화학 반응식

2NaHCO3(백색) → Na2CO3 + CO2 + H2O - 중탄산나트륨(중조)

2KHCO3(보라색) → K2CO3 + CO2 + H2O - 중탄산칼륨

NH4H2PO4(핑크색) → HPO3 + NH3 + H2O - 인산암모늄

34.탱크의 내용적 계산

양쪽이 볼록한 것 V =(3.14xab ) (L + L1 + L2)

4 3

한쪽이 볼록하고 다른 한쪽은 오목한 것 V =(3.14xab ) (L + L1 - L2)

4 3

횡으로 설치한 것 V = 3.14 R2 (L + L1 + L2)

3

종으로 설치한 것 V = 3.14 R2 L

35.지정수량의 배수계산

저장량 / 지정수량 + 저장량 / 지정수량 …

36. 옥외탱크의 풍압력 게산

q = 60 루트 p (q는 속도압 kg/㎡, p:지면에서 높이 m)

37.모든 기체는 0℃,1atm에서 차지하는 1g 부피는 22.4ℓ

1kg 부피 22.4㎥

38.소요단위: 지정수량 / 지정수량 x 10

39.옥내소화전의 수원계산 : N(산한 5개) x 2.6

토출량: 분당 방수량 130 x 개소(N)

40.물분무 소화설비의 토출량: Q = 3.14 X D(직경) X 37ㅣ/m.min

41. 액화가