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제목
열과 온도의 물리적 성질(정의)
질문유형 기타문의 > 기타문의
글쓴이 조*형 등록일 2023.08.11 답변상태 답변완료
  • 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.

     

  • 조성안 |(2023.08.11 16:41)

    네.....

    기계설비분야 담당 강사로서 답변 드릴게요. ...

    질문내용은  건축환경(열역학) 분야를 공부하는 사람이면..

    대부분 약간 궁금하고...그런데...그냥 지나가는 부분입니다..ㅎ

    1) 열이란 에너지의 일종입니다..

       에너지에 전기E, 열E, 기계E, 빛E, 바람E 등 많은 종류 중에서  열에너지란 무언가를 가열하거나 냉각할수있는 즉 온도를 변화 시킬수 있는 에너지를 말합니다.. 

    2) 온도란 온냉감의 정도로 얼마나 뜨거운지 차가운지 정도를 표현하는 강도성 성질을 말하지요...위에서 열에너지는 용량성 성질이라면..온도는 강도성..즉 온도가 높다고 열량이 많은 것은 아니지요..

    3) "모든 에너지의 총량은 변함이 없다" 는 열역학 1법칙이고요.."열은 온도가 높은데서 낮은곳으로 흐른다" 이렇게 열이동의 방향성을 말하는것은 열역학 2법칙입니다..

    4) 절대온도란 우주공간의 최저 바닥온도를 0 도로 본 온도표기입니다..그래서 절대온도 0도는 섭씨 -273도 이지요..

    그런데 우리는 일상생활에서 사용하기 편하게...물이 어는온도를 0도로 보는 섭씨 온도를 사용합니다..어떻게보면...절대온도는 열역학 적으로 규정된 온도라면..섭씨온도는 인간 생활에 편리하도록 만들어사용하는 온도입니다..물론 섭씨 온도가 먼저 만들어서 사용되었을 겁니다..

    이정도 정리해 드립니다..도움이 되시길 빕니다..

     

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