지표 특성 차이에 따라 외부강제력에 대한 차별적인 반응을 보이는 지표 평형온도 분포를 실험하기 위해 에너지 균형 모형(Energy Balance Model, EBM)이 사용되었다. EBM은 입사되는 복사에너지가 각 위도별로 수송되는 에너지와 방출되는 복사에너지의 합과 균형을 이루었을 때의 온도를 산출한다. 지구의 에너지 원천인 태양복사에너지를 전지구 에너지 균형에 있어 중요하게 취급하기 위하여 위도별 알베도 변화뿐만 아니라 해륙의 분포 차이에 따른 에너지 균형을 고려한 지구 평형온도 분포에 관한 실험이 수행되었으며, 입사되는 태양복사에너지량을 강제력으로 하여 위도별 알베도의 선형적인 증감, 극지역 알베도의 5%, 10%, 15% 증감에 대한 반응, 극과 중위도 지역에서의 상반된 증감에 대한 반응을 실험하였다. 그리고 얼음-알베도 피드백의 유무에 대한 실험도 수행되었다. 극지역의 알베도를 증가시키면 입사되는 태양에너지를 차단시켜 위도별 열수송을 감소시키는데 이는 극지역을 저에너지 상태로 유지시킴으로써 저위도에서부터의 에너지 수송을 강화시킨다. 이러한 수송량의 차이로 인해 중위도 지역의 온도 변화는 극지역에 비해 크게 나타난다. 육지는 해양에 비해 열용량이 작기 때문에 평형온도에 도달하는 시간이 짧으며 알베도에 따른 온도변화에 민감하여 해양과의 온도차이를 유발시킨다. 따라서 평형온도는 지표가 가지는 특성인 알베도와 열용량의 차이에 따라 다르게 나타나며 알베도가 증가함에 따라 감소하고 열용량이 작을수록 변화율이 큰 특징이 있다. 얼음-알베도 피드백은 알베도의 선형적인 증가에 따른 지구 평형온도의 감소를 가속화시키지만 국지적으로는 비선형적인 감소를 보인다.
연직 공기 기둥에 대한 복사 및 대류 과정이 포함된 일차원 복사-대류 평형 모형을 구축하였고, 이 모형을 이용하여 남극 세종기지에서 복사-대류 평형 온도를 계산 하고 분석하였다. 이 모형의 반응도에서 지표면 알베도와 태양 천정각의 코사인 및 이산화탄소 증가는 지표면에서의 복사-대류 평형 온도를 감소시켰다. 그리고 구름 광학두께가 비교적 큰 하층운은 지표면 온도를 감소시키나, 구름 광학두께가 작은 상층운은 온실효과 때문에 지표면 온도를 증가시켰다. 남극 세종기지의 44년 (1958∼2001)의 기간에 대하여 계산된 지표면에서의 복사-대류 평형 온도의 연변화는 0.012oC/년이었다. 마찬가지로 13년 동안(1989∼2001)의 자료에 대한 복사-평형 온도 변화는 0.01oC/월이었으며, 동일한 기간의 관측 자료 분석 결과로는 0.005oC/월의 변화를 나타내었다.
콩(품종 : 태광)에 증류수를 가수한 후 $40^{\circ}C$의 오븐에서 함수율 $6.74{\sim}28.87%(db)$ 사이의 구간에서 5수준의 일정한 함수율로 건조하여 탈습 시료를 조제한 다음 온도를 $10^{\circ}C$씩 증가시키며 5수준(5, 15, 21, 35, $45^{\circ}C$)에서 평형상대습도를 측정하고, 농산물의 평형함수율/평형상대습도 예측에 많이 쓰이고 있는 수정 Henderson 모델, 수정 Chung-Pfost 모델, 수정 Halsey 모델, 수정 Oswin 모델, 수정 GAB 모델에 대하여 실험상수를 구하고, 결정계수와 F값 및 평균상대오차율을 기준으로 하여 예측모델로서의 적합성을 검정한 결과는 다음과 같다. 콩은 함수율이 16.70%(db) 이하의 시료에서 온도가 낮을수록 그리고 함수율이 낮을수록 평형상대습도가 낮은 값을 나타냈으며, 함수율 28.87%(db)의 시료에서는 온도가 높아짐에 따라 평형상대습도 값이 낮아지는 현상을 보였다. 콩의 흡습 평형함수율 및 평형상대습도의 예측에는 본 실험에서 선정 분석한5개의 모델 모두사용 가능하나, 수정 GAB 모델이 평형함수율 예측과 평형상대습도 예측에 가장 적합하였다.
다환방향족탄화수소류 화합물의 증기상-입자상간의 분배평형의 설명을 위해 흔히 입자상의 흡착지점이 균질하고 총흡착면적은 TSP에 비례한다는 가정을 사용하는데 본 연구의 목적은 이러한 가정의 타당성을 평가하는 것이다. 본 연구를 위해 도심에서 6단의 다단계 대기중입자채집기를 사용하여 대기 중의 입자를 포집하였으며 이들 입자에 흡착된 phenanthrene, anthracene, fluoranthene, pyrene을 분석하여 입경별 분포를 측정하였다. 특히 연구기간 중에 황사현상이 일어나 입경분포나 입자의 기원이 매우 다른 경우에 대한 연구가 가능하였다. 주요연구결과로서 우선 야마사키가 제안한 분배평형의 온도 의존식은 제한된 범위에서 사용되어야 한다는 것이 관측되었다. 즉, 황사현상이 일어나는 경우와 같이 입자의 흡착특성과 입경분포가 보통때와 다른 경우에는 log Kp와 l/T의 관계에서 선형성이 상당히 저하되었다. 또한 특히 낮은 온도에서는 입자의 입경분포가 달라지면 전체적인 분배평형이 달라지게 되는 것으로 평가되었으며 입자의 흡착특성도 분배평형의 온도의존성에 결정적인 영향을 줄 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 입자의 기원이 다양하거나 입경분포가 달라지면 흡착평형이 바뀌기 때문에 흡착특성의 균질성과 단순한 TSP를 전제로 하는 분배평형의 평가나 예측은 실제 대기조건에서는 정확하지 않을 수가 있으며 제한적인 조건에서 사용되어야 할 것이다.
Ethanol/3-methyl-1-butanol 계에 대하여 정온하 즉 50, 55, 60, 65, 70, 75 및 $80^{\circ}C$에서 2성분 기-액 평형측정치를 측정하였다. 측정된 기-액평형치의 액조성과 비휘발도의 대수치와의 관계를 직교좌표에 plot하면 직선이 이루어지고 온도변화에 대한 각각의 직선이 평형임을 확인하였다. Ethanol/3-methyl-1-butanol 계에 대한 추산식은 각각의 온도변화에 따라 나타내었고 이식들을 이용하여 추산식을 구하였다. 추산식으로부터 구한 추산치와 측정치를 비교 검토한 결과 Ethanol/3-methyl-1-butanol 계에서는 기상조성의 몰분율은 ${\pm}0.00051$[-]의 오차 범위에서 잘 일치하는 것으로 나타났고, modified UNIFAC방법은 실측치와 비교한 평균오차는 ${\pm}0.0022$[-]에서 추산하였다. 따라서 본 연구에서 제안한 추산법이 2성분계 기-액평형치를 추산하는 방법으로 타당함을 확인하였다.
공정용 유도 결합 플라즈마에서 강자성체 페라이트를 이용하여 평형전력 공급 변압기를 사용하여 안정적인 고밀도 플라즈마 발생원 개발에 관한 연구를 수행하였다. 실험에서는2개의 평형전력 공급 변압기를 이중 구조 안테나에 설치하였다. 20-100 mTorr 압력 범위의 아르곤 기체에 30-150 W범위의 전력을 인가하여 반응용기의 중앙에서 부유 탐침법을 이용하여 플라즈마 밀도와 전자 온도를 측정하였다. 동일한 압력과 전력이 인가되었을 때, 평형전력 공급 변압기의 연결 유무에 따른 플라즈마 밀도를 비교하였으며, 본 연구에서 제시한 플라즈마 발생원에서의 플라즈마 밀도가 더욱 높음을 보였다. 또한 전자 온도와 부유 전위는 평행전력 공급방식을 이용한 플라즈마 발생원이 상대적으로 낮은 값을 가졌다. 이는 플라즈마 전위의 감소를 나타내며, 챔버 벽으로 빠져나가는 이온과 전자의 손실이 줄어들었음을 알 수 있다.
감 과육 파쇄물을 열풍, 진공, 동결의 건조방법으로 건조를 행하였다. 각 건조 방법별로 감분말의 물리적 특성치인 공극률은 열풍 건조한 시료가 1.9%로 가장 작게 나타났으며, 진공건조 2.13%, 동결건조가 3.95%의 순으로 나타났다. 또한 총공극 면적 역시 동결, 진공. 열풍건조의 순으로 나타났으며 공극의 평균지름은 반대의 순으로 나타났다. 상대습도의 변화에 따른 감 분말의 평형수분함량에 도달하는 기간을 조사한 결과이다. 상대습도가 증가할수록 흡습량이 증가하는 것으로 나타났으며 저장 3일을 기점으로 그 이전에는 흡습량이 급격히 증가하다가 그 이후에는 증가폭이 둔화하는 것으로 나타났다. 또한 낮은 상대습도에서는 수분평형상태에 도달하는 시간이 짧은 반면 상대습도가 증가할수록 평형수분함량에 도달하는 시간이 길어지는 경향을 나타내었다. 온도의 변화에 있어서는 저장온도가 증가할수록 평형상태에 이르는 시간이 길어졌으며 저장상대습도에 따른 평형수분함량의 도달시간은 실험구간내 에서의 상대습도변화에서는 5일 정도에서 평형상태에 거의 다다르는 것으로 나타나 저장 적정 수분함량을 구하기 위해 단분자층 수분함량을 구한 결과는 BET식에서 동결건조한 시료가 다른 시료보다 높은 값을 나타내었고, 등온 흡습선으로서 적합도는 건조 방법별로 0.95 이상의 상관계수 값을 나타내었다.
중부 지방에서 옥내의 목재 사용 4장소별로 기후치평형함수율은 온도와 상대습도를 근거하여 계산하고 실측평형함수율은 더그러스 퍼와 상수리나무 등 7수종의 기건 시험편을 1년간 공시하여 측정하였다. 조사된 각 장소의 연간 평균 온도과 상대습도는 아파트 안방이 $23.3^{\circ}C$와 54.9%, 아파트 거실은 $22.4^{\circ}C$와 59.5%, 사무실은 $20.1^{\circ}C$와 57.0%, 단독주택의 거실은 $19.4^{\circ}C$와 64.0%이었다. 년간 평균 기후치평형함수율과 실측평형함수율은 아파트 안방은 각각 10.2%와 9.7%, 아파트 거실은 각각 11.1%와 10.2%, 사무실은 각각 10.7%와 10.4% 그리고 단독주택의 거실은 각각 12.1%와 12.5%이었다. 카사이의 실측평형함수율은 전체 평균치보다 약간 컸었고 버즘나무와 아피통은 약간 적었다.
분말고추를 상대습도 11%에서 84%까지 8단계의 RH조건별로 $15^{\circ}C,{\;}25^{\circ}C$ 및 $35^{\circ}C$ 온도구에 저장하면서 분말고추의 흡온특성(吸溫特性)을 조사하였다. 저장시간에 따른 분말고추의 흡습곡선은 RH57% 이하에서는 단시간내에 평형에 도달하여 수분함량의 변화가 거의 없었으나 RH75% 이상에서는 평형수분함량이 급격히 증가하여 갈변현상이 발생하였다. 분말고추의 단분자층(單分子層)의 수분함량은 온도에 따라서 11.32%에서 12.13%로서 온도가 하강함에 따라 다소 증가하는 경향을 보였으며 상대습도에 따라서 평형수분함량을 예측할 수 있는 1차 회귀방정식을 도출하였다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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