Kelvin, kelvin   Absolute Temperature, Kelvin Temperature   절대 온도, 켈빈 온도, 캘빈 온도, 열역학적 온도, 캘빈, 캐빈

(2024-09-02)

Absolute Zero, 절대 영도, 물의 삼중점 온도


1. 열역학온도온도 체계 이란?열역학온도 (Thermodynamic Temperature)
     - 물질의 성질에 관계없이 (열역학 제2법칙으로부터) 이론적으로 정의되는 온도
        . 분자 또는 원자평균 에너지를 나타내는 가장 의미있는 물리변수열역학온도 체계 (Thermodynamic Temperature Scale)
     - 열역학 제2법칙에 따라 온도 눈금을 정한 온도 체계

  ※ 1848년 켈빈이 도입
     - 캘빈 경 (Lord Kelvin, 1824~1907)
        . 영국의 물리학자, 열역학이론 확립, 본명은 William Thomson


2. 절대 온도 (Absolute Temperature) = 열역학온도의 기준 및 그 눈금 체계

  ㅇ 절대 온도 이란?
     - 모든 온도의 기준이 되는 온도로써, `절대 온도/켈빈 온도/열역학온도` 라고 함 
        . CIPM에서는 모든 온도 측정의 기준으로써  절대 온도를 채택하고 있음

  ㅇ 주요 절대 온도 표현 둘(2)

     ① 열역학적으로 온도 척도의 원점으로 삼는 온도 : 절대 온도 0 [K] (절대 영도 : Absolute Zero)
        . 물질의 성질에 의존하지 않게되며, 이를 절대적인 온도 척도를 삼음
        . 이론적으로, 
           .. 원자/분자 운동에너지 = 0
           .. 즉, 모든 분자 운동(병진운동,회전운동,진동)이 멈추리라 기대됨 
           .. 그러나, 결코, 완벽히 멈춰질 수는 없음
        . 부피가 0 이며, 그 이하면 부피가 음이 됨
           .. 샤를(1746–1823)은, 일정 압력기체샘플을 냉각할 때,
           .. 온도가 1 ℃ 감소 때마다, 0 ℃ 부피의 1/273 만큼, 부피가 줄어든다는 것을 관찰
           .. 결국, -273 ℃에서 0의 부피를 가질 것으로 예상됨
        . 결국, 물질이 더이상 내려갈 수 없는 온도의 하한 
           .. 0 [K] = - 273.15 [℃] 

     ② 실용 온도계의 기준 온도로 삼는 온도 : 절대 온도 273.16 [K] = 물의 3중점 온도
        . 1967년 제13차 도량형총회에서 채택됨 (SI 단위계에서 기준 온도로써 삼음)
           .. 273.16 [K] = 0.01 [℃] 

  ㅇ 절대 온도에 따른 `단위` 
     -  캘빈,캐빈 (kelvin) [K]  (SI 단위)

  ㅇ 절대 온도에 따른 `눈금 체계`
     - 물의 3중점의 열역학온도를 273.16으로 정하고,
     - 이로부터 273.16 등분(1/273.16)한 온도 체계
        . 1 [K] =  ( 물의 삼중점 온도 273.16 [K] - 절대영도 0 [K] ) / 273.16 

  ㅇ 절대 온도의 `섭씨 온도와의 관계`
     -  t [℃] = T [K] - 273.15
        . 1 [K] 온도차가 1 [℃] 온도차와 같아지도록 하기 위함
           .. 즉, 절대 온도섭씨 온도온도간격을 동일하게 유지하기 위한 것


3. 온도 고정점 (temperature fixed point) = 실용 온도계온도 기준

  ㅇ 어떤 물질의 특정한 열역학적 상태에 해당되는 온도
     - 잘 재현될 수 있어야 함

  ㅇ 물의 삼중점(triple point) = 표준 고정점(standard fixed point) 
     - 얼음,물,수증기 상태가 모두 평형을 이루며 공존하는 압력,온도 상태
        . 고체얼음, 액체인 물, 기체수증기열평형상태에 있는 물의 3중점 상태온도
     - (0.6113 [kPa], 273.16 [K] = 0.01 [℃])

온도
   1. 온도(kelvin)   2. 온도체계(화씨,섭씨)   3. 절대온도/열역학적온도   4. 온도계  


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