수행평가(세특) 수학, 화학 진로 주제

목차 

• 세특 기재 요청 사항 
• 수학 세특의 화학으로의 연계 
• 추천 주제
• 세특 목차 

 

세특 기재 요청 사항 

수학 (특히 수1) 과목을 연계하여 화학 관려 진로(화학공학, 화학과 등)을 고려한 세특에 대한 기재 요청사항입니다. 수학 과목은 다양한 공학이나 자연과학에 기반이 되는 과목으로 수학 대부분이 이러한 전공들과 자연스럽게 연계가 됩니다. 다만, 해당 연계를 위한 Key 곧 연결 고리를 만드는 것이 핵심입니다. 

 

수학 세특의 화학으로의 연계 

수1에는 지수, 로그, 삼각 함수 등 함수와 관련한 개념이 소개되어 있습니다. 수학에 있어서 함수란 변수를 입력함에 따른 결과 값이 어떻게 나오게 되는지 그에 대한 인과 관계에 대한 설명으로 모든 수학적 개념의 기반이 됩니다. 공학, 자연과학에서 모델이란 말로 표현이 되기도 하며, 자연 현상을 설명하는 원리로 대변이 됩니다. 이에 따라 함수란 수학적 개념을 근간으로 다양한 공학적, 자연과학적 주제로 연계를 할 수 있습니다. 미분, 적분 등의 개념도 결국 함수에서 출발을 하기 때문에 이러한 개념을 포섭하여 주제를 찾을 수 있습니다. 

 

추천 주제 (함수와 연계한 수학적 관계를 활용한 화학 관련 주제) 

• 화학 공학의 수학적 모델링: 화학 엔지니어는 종종 수학적 모델을 사용하여 화학 공정의 동작을 설명하고 예측합니다. 이러한 모델은 미분 방정식, 선형 대수 방정식 또는 확률 모델일 수 있습니다. 다양한 변수가 상호 작용하는 방식을 이해하고 프로세스 매개변수를 최적화하며 다양한 조건에서 시스템의 동작을 예측하는 데 도움이 됩니다.
• 화학 프로세스 유체 이동에 대한 풀이: 질량, 운동량 및 열의 수송을 이해하는 것은 화학 공학에서 매우 중요합니다. 유체 흐름에 대한 Navier-Stokes 방정식과 열 전달에 대한 Fourier 방정식과 같은 수학 방정식은 운송 프로세스를 분석하고 최적화하는 데 사용됩니다. 복잡한 운송 현상을 단순화하고 특성화하기 위해 차원 분석 및 스케일링 법칙을 포함한 수학적 기술도 사용됩니다.
• 반응 공학: 화학 반응은 많은 화학 공학 공정의 핵심입니다. 수학은 반응물이 생성물로 전환되는 속도를 결정하는 것과 관련된 반응 역학을 모델링하고 분석하는 데 중요한 역할을 합니다. 속도 방정식, 반응 속도 상수 및 수치 방법과 같은 수학적 도구는 반응 시스템을 이해하고 최적화하는 데 도움이 됩니다.
• 공정 제어: 화학 공정을 위한 제어 시스템을 설계하고 구현하는 데 수학적 기술이 사용됩니다. 미적분학, 미분 방정식 및 선형 대수학의 개념을 포함한 제어 이론은 프로세스 역학 및 설계 피드백 제어 시스템을 위한 수학적 모델을 개발하는 데 사용됩니다. 이러한 시스템은 프로세스 변수가 원하는 범위 내에 유지되고 프로세스 성능을 최적화하도록 보장합니다.
• 최적화 과정: 화학 엔지니어는 프로세스를 설계하고 작동 조건을 선택할 때 최적화 문제에 자주 직면합니다. 선형 프로그래밍, 비선형 프로그래밍 및 동적 최적화와 같은 수학적 최적화 기술은 이러한 문제에 대한 최상의 솔루션을 찾는 데 사용됩니다. 이러한 기술에는 제약 조건에 따라 목적 함수를 최소화하거나 최대화하는 수학적 알고리즘이 포함되어 있어 공정 성능과 자원 활용도를 최적화하는 데 도움이 됩니다.

 

세특 목차 

• 수학은 화학 관련 여러 분야에서 활용이 되고 있음을 발견 
• 수1의 함수 개념에 대한 설명 
• 화학에서 함수가 적용되는 다양한 사례 
• 적용 결론 및 본인 진로와 느낀점 정리 

 

참고 출처

https://cafe.naver.com/susemo/392