이 책은 농업생명과학 분야의 저명한 교수 4인이 4년여에 걸쳐 집필한 역작이다. 이 책의 특징은 바이오시스템공학을 전공하는 대학생에게 강의할 열역학 교재로서, 열역학의 대상을 통상적 범위에서 생체와 생물생산·가공을 위한 기계와 시설을 추가하는 한편, 필요한 열역학 기본개념을 간결·명료하게 설명하고, 이해에 필요한 예제와 연습문제를 적절히 배치하여 개념 이해를 정확히 하였는지 확인할 수 있다는 점이다. 그동안 열역학에 대한 책은 여러 군데에서 발간된 적이 있지만 생명공학도를 대상으로 하는 책은 없었다. 이 책은 그러한 점을 고려하여 생명공학도가 반드시 알아야 할 부분을 압축하여 바이오열역학이라는 주제로 일관되게 설명하고 있다.
1장 열역학의 기본 개념1. 바이오 열역학 2 2. 열역학 시스템 4 3. 에너지의 형태 7 4. 열역학 시스템 상태량 8 5. 열역학적 평형 9 6. 열역학 상태 성립조건 10 7. 과정과 사이클 10 8. 압력 12 2장 온도와 열역학 제0법칙1. 온도 등가성 17 2. 열역학 제0법칙 18 3. 열역학 온도 18 3장 일, 열과 에너지1. 일의 정의와 단위 23 2. P-V 선도와 일 25 3. 열의 정의와 단위 30 4. 열과 일의 비교 31 5. 에너지와 내부 에너지 32 6. 엔탈피 33 7. 엔트로피 35 8. 엔탈피와 엔트로피 36 4장 열역학 작동물질1. 이상기체 43 1) 정의 43 2) 보일 및 샤를 법칙 44 3) 이상기체의 상태방정식 45 4) 압축성 계수 49 5) 상태방정식의 수정 51 2. 순물질 52 1) 정의 52 2) 상변화: 증기상, 액체상, 고체상 52 3) 순물질의 독립 상태량 56 4) 열역학 특성표 56 3. 기체 혼합물과 반응 60 1) 혼합물의 일반 성질 60 2) 화학반응이 없는 기체 혼합물 61 3) 화학반응이 있는 기체 혼합물 69 5장 열역학 제1법칙1. 정의 77 1) 실험에 의한 증명 77 2) 과정 중 열과 일 78 2. 에너지 보존 82 3. 질량 보존 83 4. 밀폐 시스템에 적용 85 5. 개방 시스템에 적용 87 1) 정상상태-정상유동 과정 89 2) 균일상태-균일유동 과정 91 6. 기체-증기 혼합물에 적용 94 7. 교축과정과 주울-톰슨 계수 96 6장 엔탈피1. 정의 103 2. 비열 104 3. 이상기체의 정적비열과 정압비열 105 4. 이상기체의 내부 에너지와 엔탈피 107 5. 비압축성 물질의 내부 에너지와 엔탈피 111 7장 열역학 제2법칙1. 열저장소 119 2. 열기관과 열펌프 120 1) 열기관 120 2) 열펌프 120 3. 열역학 제2법칙에 관한 표현 121 4. 가역과정과 비가역과정 123 1) 가역과정 123 2) 비가역과정 123 5. 카르노 사이클 124 1) a-b: 가역 등온 팽창 124 2) b-c: 가역 단열 팽창 124 3) c-d: 가역 등온 압축 124 4) d-a: 가역 단열 압축 125 6. 열효율과 열역학적 온도 126 8장 엔트로피1. 클라우지우스의 부등식 131 1) 가역 열기관 132 2) 비가역 열기관 132 3) 가역 열펌프 133 4) 비가역 열펌프 133 2. 엔트로피의 정의 134 3. 가역과정의 엔트로피 135 4. 엔탈피와 엔트로피 136 5. 손실 일 138 6. 엔트로피 증가의 원리 140 7. 엔트로피 변화 142 1) 순물질의 엔트로피 143 2) 이상기체의 엔트로피 144 8. 엔트로피 평형 149 1) 밀폐 시스템 150 2) 개방 시스템(정상상태 정상유동, SSSF) 150 3) 개방 시스템(균일상태 균일유동, USUF) 150 9. 가역 정상류의 일 151 10. 열역학 제3법칙 156 9장 가역 일과 유용성1. 가역 일 163 1) 밀폐 시스템 167 2) 개방 시스템 168 2. 유용성 168 3. 비가역성 171 1) 밀폐 시스템 173 2) 개방 시스템 173 4. 헬름홀츠와 기브스 에너지 173 1) 헬름홀츠 에너지 173 2) 기브스 에너지 174 5. 열역학 효율 175 1) 열역학 제1법칙에 따른 효율 175 2) 과정에서의 효율 175 3) 열역학 제2법칙에 따른 효율 177 10 바이오시스템 동력 사이클1. 공기표준 사이클 186 2. 용어 정의 186 3. 카르노 사이클 188 4. 오토 사이클 189 5. 디젤 사이클 191 6. 스털링과 에릭슨 사이클 197 1) 스털링 사이클 197 2) 에릭슨 사이클 197 7. 이상적인 브레이턴 사이클 198 8. 이상적인 랭킨 사이클 201 9. 재열 랭킨 사이클 203 10. 실제 증기 사이클 203 11. 바이오시스템에 응용 205 11장 바이오시스템 냉장 및 난방 사이클1. 역 카르노 사이클 213 2. 이상적인 기체 냉장 사이클 215 3. 이상적인 증기압축 냉장 사이클 216 4. 실제 증기압축 냉장 사이클 219 5. 열펌프를 이용한 난방 사이클 219 6. 바이오시스템 응용 220 12장 바이오시스템과 에너지1. 식물 시스템 226 1) 식물체의 구성 226 2) 식물 세포와 물 227 3) 물과 신진대사 228 4) 신진대사와 에너지 229 5) 에너지 전달의 종류 236 2. 동물 시스템 238 1) 동물 몸의 구성 238 2) 탄수화물의 신진대사 239 3. 신진대사와 에너지 242 4. 기브스 에너지 244 5. 인간과 식품 에너지 247 1) 식품 에너지 247 2) 열용량 248 3) 엔탈피와 열 249 4) 밤 열량계 251 5) 인체의 열역학 251부록 257 Table A-1 여러 물질의 몰질량, 기체상수 및 삼중점 258 Table A-2 여러 가지 이상기체의 비열 259 Table A-3 공기의 이상기체 특성표 260 Table B-1 압축액체 물의 열역학 특성 264 Table B-2 포화수증기의 열역학 특성 - 온도 기준 266 Table B-3 포화수증기의 열역학 특성 - 압력 기준 271 Table B-4 과열수증기의 열역학 특성 275기호 설명 287찾아보기 293
