• 제목/요약/키워드: Thermodynamic method

검색결과 435건 처리시간 0.026초

1.29 GHz 펄스파로 산출한 대기경계층 고도 (Atmospheric Boundary Layer Height Estimated based on 1.29 GHz Pulse Wave)

  • 서지우;권병혁;이경훈;이건명
    • 한국전자통신학회논문지
    • /
    • 제18권6호
    • /
    • pp.1049-1056
    • /
    • 2023
  • 대기경계층 고도는 지면의 가열로 인해 발생한 난류가 경계층 내의 열, 수증기 등을 혼합하면서 생성되는 꼭대기로 일반적으로 열역학적 방법을 통해 결정한다. 윈드프로파일러는 대기 중으로 보낸 신호의 산란 정보로 대기의 정보를 산출한다. 윈드프로파일러 관측으로 대기경계층 깊이를 결정하기 위해 난류 성분의 스펙트럼 및 난류운동에너지 소산율, 굴절지수구조계수를 산출하는 방법을 제시하였다. 라디오존데 자료를 기반으로 산출한 온위와 비습의 연직 분포 특징과 비교하여 윈드프로파일러 산출물 기반의 대기경계층 고도 결정 방법이 매우 유용한 것으로 평가되었다.

Determination of the Langmuir and Temkin Adsorption Isotherms of H for the Cathodic H2 Evolution Reaction at a Pt/KOH Solution Interface Using the Phase-Shift Method

  • Chun Jang-H.;Jeon Sang-K.;Chun Jin-Y.
    • 전기화학회지
    • /
    • 제9권1호
    • /
    • pp.19-28
    • /
    • 2006
  • The phase-shift method for determining the Langmuir, Frumkin, and Temkin adsorption isotherms ($\theta_H\;vs.\;E$) of H for the cathodic $H_2$ evolution reaction (HER) at a Pt/0.1 M KOH solution interface has been proposed and verified using cyclic voltammetric, differential pulse voltammetric, and electrochemical impedance techniques. At the Pt/0.1 M KOH solution interface, the Langmuir and Temkin adsorption isotherms ($\theta_H\;vs.\;E$), the equilibrium constants ($K_H=2.9X10^{-4}mol^{-1}$ for the Langmuir and $K_H=2.9X10^{-3}\exp(-4.6\theta_H)mol^{-1}$ for the Temkin adsorption isotherm), the interaction parameters (g=0 far the Langmuir and g=4.6 for the Temkin adsorption isotherm), the rate of change of the standard free energy of $\theta_H\;with\;\theta_H$ (r=11.4 kJ $mol^{-1}$ for g=4.6), and the standard free energies (${\Delta}G_{ads}^{\circ}=20.2kJ\;mol^{-1}$ for $k_H=2.9\times10^{-4}mol^{-1}$, i.e., the Langmuir adsorption isotherm, and $16.7<{\Delta}G_\theta^{\circ}<23.6kJ\;mol^{-1}$ for $K_H=2.9\times10^{-3}\exp(-4.6\theta_H)mol^{-1}$ and $0.2<\theta_H<0.8$, i.e., the Temkin adsorption isotherm) of H for the cathodic HER are determined using the phase-shift method. At intermediate values of $\theta_H$, i.e., $0.2<\theta_H<0.8$, the Temkin adsorption isotherm ($\theta_H\;vs.\;E$) corresponding to the Langmuir adsorption isotherm ($\theta_H\;vs.\;E$), and vice versa, is readily determined using the constant conversion factors. The phase-shift method and constant conversion factors are useful and effective for determining the Langmuir, Frumkin, and Temkin adsorption isotherms of intermediates for sequential reactions and related electrode kinetic and thermodynamic data at electrode catalyst interfaces.

Determination of Adsorption Isotherms of Hydroxide ata Platinum Electrode Interface Using the Phase-Shift Method and Correlation Constants

  • Chun, Jin-Y.;Chun, Jang-H.
    • 전기화학회지
    • /
    • 제10권3호
    • /
    • pp.219-228
    • /
    • 2007
  • The phase-shift method and correlation constants, i.e., the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques for studying linear relationships between the behaviors (${\varphi}\;vs.\;E$) of the phase shift ($0^{\circ}{\leq}-{\varphi}{\leq}90^{\circ}$) for the optimum intermediate frequency and those (${\theta}\;vs.\;E$) of the fractional surface coverage ($1{\geq}{\theta}{\geq}0$), have been proposed and verified to determine the Langmuir, Frumkin, and Temkin adsorption isotherms (${\theta}\;vs.\;E$) of H for the cathodic $H_2$ evolution reaction (HER) at noble and transition-metal/aqueous solution interfaces. At the Pt/0.1 MKOH aqueous solution interface, the Langmuir, Frumkin, and Temkin adsorption isotherms (${\theta}\;vs.\;E$), equilibrium constants ($K=5.6{\times}10^{-10}\;mol^{-1}\;at\;0{\leq}{\theta}<0.81$, $K=5.6{\times}10^{-9}{\exp}(-4.6{\theta})\;mol^{-1}\;at\;0.2<{\theta}<0.8$, and $K=5.6{\times}10^{-10}{\exp}(-12{\theta})\;mol^{-1}\;at\;0.919<{\theta}{\leq}1$, interaction parameters (g = 4.6 for the Temkin and g = 12 for the Frumkin adsorption isotherm), rates of change of the standard free energy ($r=11.4\;kJ\;mol^{-1}$ for g=4.6 and $r=29.8\;kJ\;mol^{-1}$ for g=12), and standard free energies (${\Delta}G_{ads}^0=52.8\;kJ\;mol^{-1}\;at\;0{\leq}{\theta}<0.81,\;49.4<{\Delta}G_{\theta}^0<56.2\;kJ\;mol^{-1}\;at\;0.2<{\theta}<0.8$ and $80.1<{\Delta}_{\theta}^0{\leq}82.5\;kJ\;mol^{-1}\;at\;0.919<{\theta}{\leq}1$) of OH for the anodic $O_2$ evolution reaction (OER) are also determined using the phase-shift method and correlation constants. The adsorption of OH transits from the Langmuir to the Frumkin adsorption isotherm (${\theta}\;vs.E$), and vice versa, depending on the electrode potential (E) or the fractional surface coverage (${\theta}$). At the intermediate values of ${\theta}$, i.e., $0.2<{\theta}<0.8$, the Temkin adsorption isotherm (${\theta}\;vs.\;E$) correlating with the Langmuir or the Frumkin adsorption isotherm (${\theta}\;vs.\;E$), and vice versa, is readily determined using the correlation constants. The phase-shift method and correlation constants are accurate and reliable techniques to determine the adsorption isotherms and related electrode kinetic and thermodynamic parameters. They are useful and effective ways to study the adsorptions of intermediates (H, OH) for the sequential reactions (HER, OER) at the interfaces.

탄소-탄소 복합재의 내삭마 내산화 코팅을 위한 초고온 세라믹스의 적용 (Application of ultra-high-temperature ceramics to oxidation-resistant and anti-ablation coatings for carbon-carbon composite)

  • 김현미;최성철;조남춘;이형익;최균
    • 한국결정성장학회지
    • /
    • 제29권6호
    • /
    • pp.283-293
    • /
    • 2019
  • 우주공간, 고에너지 플라즈마, 방사선 조사 환경과 같은 극한환경에서의 응용 분야가 증가함에 따라 더 높은 용융점 및 기계적 강도, 열전도도의 향상을 필요로 하는 재료에 대한 수요가 계속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 대표적인 내열 소재인 탄소-탄소 복합체의 내산화/내삭마 특성을 개선하기 위하여 초고온 세라믹스를 이용하는 방법에 대하여 리뷰하였다. 초고온 세라믹스를 합성하는 가장 간단한 방법인 CVD 코팅법과 다른 코팅법인 pack cementation, 용사법의 장단점을 서로 비교하였다. 복잡한 형상의 C/C 복합체에 CVD 코팅법을 적용하기 위한 방법으로 열역학 계산 및 CFD 시뮬레이션의 활용 가능성을 제안하였다. 또한 이런 방법을 통하여 제작한 TaC/SiC 이중 층 코팅과 TaC/SiC 다중 층 코팅의 내산화 특성을 비교한 결과, 다중 층 코팅을 적용하였을 때 더 뛰어난 내산화성을 보이는 것을 확인하였다.

소형로봇용 500W급 연료전지 스택무게 최적화 설계 (Design Optimization of a 500W Fuel Cell Stack Weight for Small Robot Applications)

  • 황순욱;최경호;박용헌;;;이상철;권오성;이동하
    • 한국태양에너지학회 논문집
    • /
    • 제32권spc3호
    • /
    • pp.275-281
    • /
    • 2012
  • Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) are the most appropriate for energy source of small robot applications. PEMFC has superior in power density and thermodynamic efficiency as compared with the Direct Methaol Fuel Cell (DMFC). Furthermore, PEMFC has lighter weight and smaller size than DMFC which are very important factors as small robot power system. The most significant factor of mobile robots is weight which relates closely with energy consumption and robot operation. This research tried to find optimum specifications in terms of type, number of cell, active area, cooling method, weight, and size. In order to find optimum 500W PEMFC, six options are designed in this paper and studied to reduce total stack weight by applying new materials and design innovations. However, still remaining problems are thermal management, robot space for energy sources, and soon. For a thermal management, design options need to analysis of Computational Fluid Dynamics (CFD) for determining which option has the improved performance and durability.

테트라데실트리메틸암모늄 브로마이드의 수용액에서 4-알킬벤조산 이성질체들의 가용화에 대한 연구 (Solubilization of 4-Alkylbenzoic Acid Isomers by the Aqueous Solution of Tetradecyltrimethylammonium Bromide)

  • 이남민;이병환
    • 대한화학회지
    • /
    • 제56권2호
    • /
    • pp.188-194
    • /
    • 2012
  • 양이온성 계면활성제인 TTAB(tetradecyltrimethylammonium bromide) 용액에서 4-알킬벤조산 이성질체들의 가용화 현상을 UV/Vis 분광법을 이용하여 연구하였다. 온도변화에 따른 가용화상수($K_s$)값과 임계미셀농도(CMC)값의 변화를 측정함으로써 열역학적으로 분석하였다. 모든 이성질체들의 가용화에 대한 ${\Delta}G^o{_s}$ 값은 측정범위 내에서 모두 음의 값을 나타내었으며, ${\Delta}H^o{_s}$${\Delta}S^o{_s}$ 값은 모두 양의 값을 나타내었다. 또한 4-알킬벤조산 이성질체들의 가용화현상에 미치는 n-부탄올과 NaCl의 효과에 대하여서도 조사하였다. 이러한 첨가제들은 $K_s$와 CMC 값을 동시에 큰 폭으로 변하게 하였으며, 그 결과 4-알킬벤조산 이성질체들은 미셀 속의 중심부 혹은 깊은 palisade 영역에서 가용화되는 것으로 예측할 수 있었다.

The Inhibition of C-steel Corrosion in H3PO4 Solution by Some Furfural Hydrazone Derivatives

  • Fouda, A.S.;Badr, G.E.;El-Haddad, M.N.
    • 대한화학회지
    • /
    • 제52권2호
    • /
    • pp.124-132
    • /
    • 2008
  • H3SO4(M: 몰농도) 용액에서 탄소강의 부식방지제로 Furfural hydrazone 유도체의 효과를 질량손실법 및 정전류극성법을 사용해 연구하였다. 이들 유도체 존재하에서 탄소강의 부식속도가 급격히 감소함을 관찰하였다. 이 연구로부터 부식방지효율은 부식방지제 농도가 증가함에 따라 증가하였고 I와 SCN을 첨가하면 부식방지효율은 더욱 증가되었다. 질량손실법을 사용해 5×10-6 M의 유도체가 있을 때와 없을 때 30-60oC 사이에서 탄소강 부식에 미치는 온도 효과를 보았다. 부식과정에 대한 활성화에너지(Ea*)와 다른 열역학적 변수들을 계산하였고 이들에 대해 논의하였다. 정전류극성법을 통해 유도체들이 혼합형 방지제로 작용함을 알았고 외부전류를 흘려주었을 때 음극은 더욱 분극되었다. 3M H3SO4 용액에서 탄소강 표면에 이들 유도체들의 흡착은 Frumkin의 흡착등온을 따랐다. 이들 유도체들의 화학구조를 통해 부식방지 메커니즘을 설명하였다.

폴리비닐알코올 젤의 집속초음파에 의한 온도분포 변화 (Thermal distribution change in polyvinyl alcohol gel caused by focused ultrasound)

  • 김정순;김무준
    • 한국음향학회지
    • /
    • 제39권6호
    • /
    • pp.576-584
    • /
    • 2020
  • 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA)젤을 온도가시화용 생체모의매질로 사용하기 위한 기초적인 정보를 얻기 위하여, PVA의 농도를 바꾸어가며 집속초음파에 의한 온도변화 특성을 조사하였다. 기본적인 음향 특성을 조사하기 위하여 PVA농도에 따른 음속, 감쇠계수, 밀도 등이 측정되었고 열역학적 특성인 열전도도, 열용량이 측정되었다. 30 ℃ 이상에서 변색되는 시온필름을 사용하여 집속초음파에 의해 상승되는 초점부근의 온도 변화의 범위를 관찰하였으며 기록된 이미지의 화상처리를 통하여 변색범위의 면적을 도출하였다. PVA의 농도가 2 wt%~16 wt%의 범위에서 증가할수록 젤 내부에서 30 ℃ 이상으로 상승하는 영역은 선형적으로 증가함을 보였고 집속초음파 트랜스 듀서에 인가하는 파워가 증가할수록 변색영역이 증가함을 확인하였다. 이들 결과는 유한요소법을 사용한 시뮬레이션 결과와도 좋은 일치를 보였다.

Dichloro Bis-(Ethylenediamine)-Chromium (III) 양이온의 수화반응 (On the Aquation of Dichloro Bis-(Ethylenediamine)-Chromium (III) Cation)

  • 황정의;정종재;백성오
    • 대한화학회지
    • /
    • 제28권2호
    • /
    • pp.95-101
    • /
    • 1984
  • $cis - [Cr(en)_2Cl_2]^+ $착물의 수화반응에 대한 연구를 전기전도도법에 의해. 온도는 $15^{\circ}C{\sim}30^{\circ}C$에서 압력은 $1{\sim}2000bar$의 범위에서 실시하였다. 반응속도는 온도가 증가함에 따라 증가하고, 압력이 증가하면 감소하였다. 활성화부피(${\Delta}V^{\neq}$)는 $25^{\circ}C$, 1bar에서 $1.82cm^2/mole$로 비교적 작은 양의 값을 나타내었으며, 이 값은 압력이 증가함에 따라 감소하고 온도 증가에 따라서는 증가하였다. 활성화엔트로피(${\Delta}S^{\neq}$)$는 $25^{\circ}C$, 1bar에서 -9.019 eu로 작은 음의 값을 나타내었다. 활성화파라미터의 값으로부터 수화반응의 메카니즘은 교환해리(Id)메카니즘인 것으로 밝혀졌다.

  • PDF

분말야금법으로 제조한 새로운 Co10Fe10Mn35Ni35Zn10 고엔트로피 합금 (New Co10Fe10Mn35Ni35Zn10 high-entropy alloy Fabricated by Powder Metallurgy)

  • 임다미;박형근;;이병주;김형섭
    • 한국분말재료학회지
    • /
    • 제25권3호
    • /
    • pp.208-212
    • /
    • 2018
  • In this paper, a new $Co_{10}Fe_{10}Mn_{35}Ni_{35}Zn_{10}$ high entropy alloy (HEA) is identified as a strong candidate for the single face-centered cubic (FCC) structure screened using the upgraded TCFE2000 thermodynamic CALPHAD database. The $Co_{10}Fe_{10}Mn_{35}Ni_{35}Zn_{10}$ HEA is fabricated using the mechanical (MA) procedure and pressure-less sintering method. The $Co_{10}Fe_{10}Mn_{35}Ni_{35}Zn_{10}$ HEA, which consists of elements with a large difference in melting point and atomic size, is successfully fabricated using powder metallurgy techniques. The MA behavior, microstructure, and mechanical properties of the $Co_{10}Fe_{10}Mn_{35}Ni_{35}Zn_{10}$ HEA are systematically studied to understand the MA behavior and develop advanced techniques for fabricating HEA products. After MA, a single FCC phase is found. After sintering at $900^{\circ}C$, the microstructure has an FCC single phase with an average grain size of $18{\mu}m$. Finally, the $Co_{10}Fe_{10}Mn_{35}Ni_{35}Zn_{10}$ HEA has a compressive yield strength of 302 MPa.