교재로 공부하다 드는 의문점
열은 무엇이고 온도는 또 무엇일까!
열은 뜨거운 물체와 차가운 물체를 붙여 놓으면
뜨거운 열이 차가운 쪽으로 이동하여 종국에는열 이동이 없는 중간 온도에 이른다.
이때 뜨거운 곳에서 차가운 쪽으로 전달된 것이 열소라는 입자가 아니라 에너지의 이동 때문이다. 이 전달된 무엇인가를 열이라 불렀다.즉 에너지의 이동이 열이다. 열의 정체는 에너지이다.
따라서 열은 이동하는 에너지이지 열소(caloric)라는 입자가 아니다.
에너지는 (일) N*m (힘*거리)로 표현된다.
힘(N)은 1kg 질량의 물체에 1m/s^2의 가속도를 주는 것이다.
온도는 물체 내부의 분자(원자) 운동에너지이다.
운동에너지가 크면 온도가 높은 것이고, 운동에너지가 작아지면 온도는 낮아진다.
우리가 흔히 쓰는 섭씨(셀시우스 온도)는 편의상 설정 표현하는 약속 온도(비과학적, 꼭 100도씨에 물이 끓고, 0도씨에서 어는 것은 아니다)다.
그래서 역학적 온도인 절대온도를 만들어 사용한다.(절대온도 T 단위는 K)
절대온도 T의 정의
1/2m*v^2 = 3/2Kb*T
Kb = 1.38*10^-23[J/K] 루트비히 볼츠만상수
따라서 온도는 운동에너지이다.
기체, 액체, 고체 내에서 분자의 운동에너지가 0이되면(절대온도 0K, 절대영도) 분자의 움직임은 멈춘다.
움직임이 없다는 것은 온도 변화가 없다는 것이다.
따라서 0K(절대영도, 섭씨 -273.15도씨)보다 낮은 온도는 존재하지 않는다.
열과 온도의 물리적 정의는 열은 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동하는 에너지이며, 온도는 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동하는 운동에너지이다.
(예전, 물리학 관련 책을 읽고 생각나는대로 정리한 글입니다. 책 이름은 생각나질 않네요)
위 글, 열과 온도의 정의가 맞는지 모르겠지만,
교재의 Conduction 설명에서 ~~ (해서, 나름 정리해 봅니다.)
어느 분이시던 답변 주신다면 대단히 감사하겠습니다.