공기의비중 (specific gravity, SG) 해당기체의질량 공기질량 CO 의비중 0.968 은공기질량의 96.8 % 의미함 비중의활용 1 밀폐 ( 정체 ) 공간 : 비중에따라분리
가스의비중 - 액체비중은어떤물질의질량과그것과같은부피인 4 의순수한물의질량비 - 가스의비중은보통 0, 1 기압 ( 표준상태 ) 인공기의무게에대한같은부피의기체의무게비 - 1몰의공기무게는 28.97g - 일산화탄소의비중 : 28/28.97 = 0.967 연탄가스대피요령숙지
공기와이산화탄소의달리기 공기 이산화탄소 이산화탄소의비중 : 44/28.97 = 1.52
공기와염화비닐 (VCM) 달리기 공기 VCM 화학식 : CH 2 =CHCl, 분자량 62.50 VCM 기체의비중 : 62.50/28.97 = 2.16
선박내에서톨루엔에질식
공기중 유해물질의 비중과 후드
유효비중 (Relative Density) 계산식 ( Air(%) X Air 밀도 ) + ( Vapor(%) X Vapor 밀도 ) Example Problem 공기비중 = 1 사염화에틸렌비중 = 5.7 사염화에틸렌 10,000 ppm = 1 % Solution ( 0.99 X 1.0 ) + ( 0.01 X 5.7 ) = 1.047
공기의밀도 (air density) 물질의단위부피당무게 기체 : g/l 또는 kg/m 3 고체와액체 : kg/l
공기의밀도헬륨가스를마시고말을하면왜목소리가바뀔까 * 1몰의공기무게 28.97g * S.T.P에서 1몰의공기부피 22.4L = 밀도는 28.97g/22.4L = 1.29kg/m 3 * N.T.P(21 ) 에서 1몰의공기부피 24.1L = 밀도는 28.97g/24.1L = 1.20kg/m 3 보통공기의경우약 29g/ cm3의밀도를가지고있으며, 이때이공기를통과하는소리의속도는 0 에서약 3백31m/ 초입니다. 동일한온도에서헬륨의밀도는 4g/ cm3으로밀도가공기보다낮기때문에헬륨을통과하는소리의속도는음속의 3배정도인 8백91m/ 초가됩니다
밀도보정 Air density = air density ( 표준 ) x d ( 보정계수 ) D = (273 + 21 ) (P) (273 + C ) (760) 밀도의활용 - 증발되는양추정, 농도계산, 환기량계산
공기밀도보정의예제 1 기압 21 일때공기밀도는 1.2kg/m 3 이다. 기온 4 이고압력이 733mmHg 인경우공기밀도는? 1) 밀도보정계수계산 (273+21) P d = -------- ---- (c+273) 760 (273+21) 733 d = -------- ---- = 1.02 (4+273) 760 2) 밀도보정 : 1.2 1.02 = 1.224kg/m 3
공기밀도보정의예제 1 기압 21 일때공기밀도는 1.2kg/m 3 이다. 기온 21 이고고도가 1830m 인경우공기밀도는얼마인가? 1) 1830m 고도의압력은 608mmHg 2) 밀도보정계수계산 (273+21) P d = -------- ---- (c +273) 760 (273+21) 608 d = -------- ---- = 0.8 (21+273) 760 3) 밀도보정 : 1.2 0.8 = 0.96kg/m 3
밀도 [ 密度, density] 비중 [ 比重, specific gravity] 밀도 : 단위부피당물질의질량. 비중 : 어떤물질의질량과, 이것과같은부피를가진표준물질의질량과의비 액체비중 : 에탄올 0.789; 메탄올 0.791; 염화비닐 0.98343(-20 ) 기체비중 : 분자량 28.97 VCM 분자량이 62.5 이면비중은?
입자상물질 (Aerosol) 공기중고체와액체물질 고체 : 먼지, 스모크, 흄, 섬유 액체 ; 미스트, 포그, 스모크 환기에서고려할특성 크기, 무게, 공정특성
가스상물질 공기중기체물질 가스와증기 환기에서고려할특성 증기압 (vapor pressure) 유효비중 (effective specific gravity)
비점 ( 끓는점 ) 과증기압 증발액체에열을가하면그열을흡수하여액체표면이기체가되어날아가버리는현상 증기압어떤순수한물질의기체와액체가평형을이루고있을때의압력 (equilibrium pressure) 비등가열등으로액체의온도를점점높여주면액체의표면만아니라내부에서도왕성하게증발하는현상 비점비등이일어나는온도 ; 액체의온도가높아져액체의증기압력과액체의외부의압력이같아지는온도
높은산에서밥이잘익지않는이유 물은보통바다의높이에서 100'C 에끓는다. 그러나고도가높아질수록기압이낮아져서낮은온도에서물이끓기때문에밥이잘익지않는다. 무거운물건을솥뚜껑위에올려놓으면솥안의압력을높여서끓는온도를높일수있으므로밥이잘익는다.
압력밥솥을사용하면 증기압과외부압력이같아지는온도즉, 끓는점을높여높은온도에서밥을익게만든다
증기압에따른포화농도 포화상태 : 공기중오염물질증기농도가최고인상태 [ 예제 ] 표준상태에서증기압이 VCM 은 2516 mmhg; 벤젠은 75 mmhg 이다. 각각의포화농도는? 물질의증기압 (mmhg) 포화농도 (ppm) = --------------------- 10 6 대기압 (760mmHg) [ 해답 ] VCM: 2516/760 10 6 =3,310,526ppm 벤젠 : 75/760 10 6 =98,684ppm
증기압의중요성 증기압높은물질 증발이잘되어공기중높은농도형성되어노출이커짐 유해물질관리, 환기장치의설치. 작업방법등을결정할수있음 역학조사에서극단적인노출을가정
기타화학물질의물리화학적성질 Chemical VP (20 C) MW/Mw air TLV-TWA Aniline 0.68 3.22 2 ppm (skin) Carbon disulfide 260 2.67 10 ppm (skin) Vinyl chloride 2580 2.15 1 ppm (A1) 2,4-TDI 0.025 6.00 0.005 ppm Note: VP = vapor pressure in mmhg; MW = molecular weight,
Vapor Hazard Index - 선택기준 Cvp-saturated (CR, concetration ratio) = VP / 대기압 예 ) 물, 20C = 20/760 X 1,000,000 = 26,316 ppm (by Vol) Vapor Hazard Index (VHI) = Cvp-saturated / TLV (both in ppm) 유기용제선택기준으로활용
화학공장에서유기용제선택 Example Problem A 유기용제 : TLV=100 ppm, VP=30 mmhg B 유기용제 : TLV=350 ppm, VP=110 mmhg 작업장내대기압 760 mmhg Solution A 유기용제 : Cvp = 30/760 X 1,000,000 = 39.474 ppm VHI = 39,474/100 = 394.74 B 유기용제 : Cvp = 110/760 X 1,000,000 = 144,737 ppm VHI = 144,737/350 = 413.53 독성이강한 A 유기용제사용권고
유해인자의농도 화학적유해인자농도단위 mg/m 3 : 무게농도 ppm : part per million으로 ml/m 3 %(percent) : 안전에서주로사용 섬유수 /ml : 석면, 유리섬유 생물학적유해인자농도단위 CFU/ml
유해인자의농도 입자상물질중먼지, 금속등은무게농도 (mg/m 3 ) 로만나타냄 가스상물질 : 무게농도 (mg/m 3 ) 와부피농도 (ppm 또는 ml/m 3 ) 로나타낼수있음
부피농도와무게농도의변환 무게농도 (mg/m 3 ) 와부피농도 (ppm 또는 ml/m 3 ) 에서분자만다름 무게와부피를상호변환 유해물질의 g 분자량 ( 무게 ) 이증발했을때차지하는공기부피
입자상물질 국소배기활용 미스트 : 공기중에부유하고있는미세한액체입자 ( 입경 5 100 μm ); 염산, 크롬산, 질산, 황산 분진 : 연마, 분쇄등의기계적작용에의하여발생되어공기중에부유하고있는고체미립자 ( 입경 1 100 μm정도 ) 흄 : 용융금속의표면에서발생하는미립자가공기중에서응고, 화학변화를일으켜공기중에부유하는고체미립자 ( 입경 0.1 1 μm정도 )
기체상물질 국소배기, 전체환기 활용가능 가스 - 상온, 상압 (25, 1 기압 ) 에서기체인물질 - 임계온도가 25 이하 - 염소, 염화비닐, 탄화수소, 암모니아, 일산화탄소, 염화수소, 포스겐, 포름알데히드 증기 - 상온, 상압 (25, 1 기압 ) 에서액체또는고체 - 임계온도가 25 이상 - 물질이증기압에따라휘발또는승화하여기체