Specific Heat, Specific Heat Capacity   비열

(2023-12-16)

정적 비열, 정압 비열


1. 열용량, 비열 비교 열 용량 (Heat Capacity) C
     - 물질이, 큰 온도 변화 없이, 에너지를 흡수할 수 있는 능력

  ㅇ 비열 (Specific Heat Capacity) c 또는 Cs비(比):Specific 참조
     - 단위 질량열 용량
        . 단위 질량 물질이 열을 흡수하는 본질적인 능력의 비교 척도

     * 물질 마다 고유한 비열 값을 갖음
        . 즉, 비열은, 여러 다른 물질에너지 저장 능력을 비교할 수 있는, 열역학적 상태량2. 비열의 정의

  ㅇ (정의)  단위 질량열 용량

  ㅇ (척도)  1 [g] 물질을 1 [K] 또는 1 [℃] 올리는데 필요한 열 에너지(열량) [J]
     -  열량 Q  =  질량 M  x  비열 Cs  x  온도변화 △T   

  ㅇ (단위)  [kJ/kg·1/K], [kJ/kg·1/℃]

  ㅇ (의미)  을 흡수하여 에너지로써 저장하는 능력


3. 비열의 구분

  ㅇ 정적 비열 (specific heat at constant volume)  cv
     - 일정 체적 하에, 단위 질량 물질을 1 도 올리는데 필요한 열 에너지
        . 부피는 일정하나, 압력이 변할 수 있음

  ㅇ 정압 비열 (specific heat at constant pressure)  cp
     - 일정 압력 하에, 단위 질량 물질을 1 도 올리는데 필요한 열 에너지
        . 압력이 일정하나, 부피가 변할 수 있음

  ※ 기체의 경우  :  비열값이 달라짐 (변화 큼)
     - 일정 압력 및 일정 체적 하에서도, 온도에 따라 비열이 달라짐
     
     * 만일, 가열하면 열 팽창에 의하여 외부 압력에 대해(대항하여) 일을 하게됨
        . 가한 의 일부는, 내부 기체를 가열하지만,
        . 그 나머지는, 외부 압력에 대항하여 외부 팽창을 하면서 일을 하는데 사용됨

     * 결국, cv (정적 비열) <  cp (정압 비열) 
        . 팽창 에 필요한 에너지를, 외부에서 추가적으로 공급해야 하므로, 
        . 정압 비열이 정적 비열 보다 크게 됨

     * (의존성)
        . 이상기체인 경우에 만, 비열은 온도에 만 의존함
        . 대부분의 순수물질에서, 비열은 온도 뿐 만 아니라 비체적,압력에도 일부 의존함

  ※ 고체,액체의 경우  :  비열값의 차이가 작음 (변화 작음)
     - 통상, 정압 비열 만을 그대로 비열로 삼음
        . (부피 팽창이 두드러지지 않으므로)

     * 주요 정압 비열 값 例  [J/℃·1/g (1 atm 25℃에서)]
        . 구리 : 0.387, 금 : 0.129, 납 : 0.128, 물 : 4.184, 철 : 0.4498, 은 : 0.235

        . 한편, 은 유난히 높은 비열( 흡수 능력)을 갖는 물질 임
           .. 낮은 온도 범위에서, [cal/℃·1/g] 단위로는,  : 1 임

   1. 열(熱)   2. 열 평형   3. 열 용량   4. 비열   5. 열 전달   6. 열 전도   7. 열 복사   8. 열량계   9. 열 팽창   10. 뉴턴의 냉각 법칙  


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