수리수문학 기초 유체의 특성과 단위 환산 정리

수리수문학 기초 유체의 특성과 단위 환산 정리

단위환산

안녕하세요. 오늘은 수리수문학의 가장 기본이 되는 유체의 물성치에 대해 알아보겠습니다. 수리수문학은 유체의 흐름과 성질을 다루는 학문인 만큼, 계산의 시작점인 물리량의 정의와 단위 환산을 정확히 이해하는 것이 무엇보다 중요합니다.

1. 주요 물리량의 정의

네 가지 핵심 개념을 정리해 보겠습니다.
* 질량(m): 물체의 고유한 양으로, 주변 환경에 따라 변하지 않는 절대적인 값입니다.
* 중량(W): 질량에 중력 가속도가 더해진 힘의 크기를 말합니다.
* 밀도(p): 단위 부피 안에 들어있는 질량의 크기입니다.
* 단위중량(w): 단위 부피당 중량의 크기로, 수리수문학 계산에서 매우 빈번하게 사용됩니다.

2. 물리량 간의 관계식

이 물리량들은 서로 유기적으로 연결되어 있습니다. 다음의 네 가지 식은 반드시 숙지해야 합니다.
* 중량과 질량의 관계: W = m x g
* 단위중량과 밀도의 관계: w = p x g
* 밀도 구하는 법: p = m / V
* 단위중량 구하는 법: w = W / V
여기서 g는 중력 가속도를 의미하며, 이를 곱하느냐 나누느냐에 따라 질량 계열과 중량 계열이 나뉘게 됩니다.

3. 단위 환산의 핵심 팁

실제 문제를 풀 때 가장 중요한 것은 단위를 통일하는 것입니다. 특히 물의 밀도를 기준으로 하는 아래의 등가성은 암기해 두면 계산 시간을 획기적으로 줄여줍니다.

꼭 기억해야 할 단위 등가성
1  t/m^3 = 1 kg/L= 1 g/cm^3

위 단위들은 모두 같은 크기를 나타냅니다. 예를 들어 1 g/cm^3는 1 t/m^3와 같으므로, 문제에서 요구하는 단위에 맞춰 자유롭게 변환하여 사용하면 됩니다.
기타 유용한 단위
* 질량 단위: t -> kg -> g -> mg (각 단계별 1,000배 차이)
* 부피 단위: m^3 -> L -> cm^3 (각 단계별 1,000배 차이)
* ppm 단위: 1 ppm = 1 mg/L (수질 및 수문학 파트 단골 활용)

정리를 마치며

수리수문학의 첫 단추인 유체의 물성은 이후 배우게 될 정수역학, 동수역학의 근간이 됩니다. 오늘 정리한 공식과 단위 환산법을 손에 익혀두시면 앞으로의 공부가 훨씬 수월해질 것입니다.