1. 열 과학 (Thermal Science)
ㅇ 열을 에너지의 한 형태로 보고 취급하는 과학
- 오늘날에는 에너지의 변환,저장,이동 등을 다루는 학문분야로 확장됨
ㅇ 구분
- 열 역학 : 에너지의 변환을 주로 다룸
. 열과 일의 변환 관계, 에너지와 동력 간의 변환 관계, 평형 상태의 시스템 예측 등
- 열 전달 : 에너지의 이동을 주로 다룸
. 온도차에 의한 물체 간의 에너지 전달. 즉, 열 이동의 예측 등
2. 열 역학 (Thermodynamics)
ㅇ 계의 거시적 성질 및 그 변화 과정을 다룸
- 주로, 에너지의 저장,변환을 다루는 학문분야
. 열을 일로 변환시키는 등 에너지의 저장,이용,변환에 관한 학문
ㅇ 특징
- 열과 일의 관계를 온도,부피,압력,비열과 같은 몇개의 거시변수로써 거시적으로 다룸
- 동력 발생 뿐만 아니라 에너지 변환 및 모든 형태의 에너지를 다룸
ㅇ 어원 및 유래
- 어원 : 그리스어 therme(열,Heat) 및 dynamics(power,동력,변화)에서 유래
- 시초 : 초기에는 열을 동력으로 변환시키기 위한 응용분야로 시작
- 의미 : 열로부터 생성된 동력
- 학문유래 : 증기기관(1765년)이 만들어지고 난 후부터, 학문으로 발전하기 시작
- 최초용어사용 : 1849년 Kelvin
- 최초열역학교과서 : 1859년 William Rankine
ㅇ 구분
- 고전 열역학 (classical) : 계를 거시적 관점에서 거시적 성질을 이해하고 해석
. 내부를 들여다보지 않고, 물리적 거시 특성들 간의 상호 관계를 연구
. 17세기 ~ 20세기 중반까지 약 300여년간 현장기술자 및 과학자들의 공동 노력에 의해 정립됨
- 통계 열역학 (statistical): 많은 입자 집단들의 평균적 거동에 대한 미시적 접근
. 수많은 입자들의 개별 운동을 분석하고, 이를 통계적인 방법으로 처리하여 설명
ㅇ 응용
- 각종 반응에 따른 에너지 변화를 정량적으로 다룰 수 있게 함 (규명,취급,계산)
- 반응이 어떤 방향으로 일어날 것인가를 예측할 수 있게 함 ☞ 자발적 과정 참조
- 공급된 열을 좀더 효율적으로 사용하는 열기관을 만드는 등
- 주요 응용 분야 : 동력 발생 (열기관 : 내연기관,외연기관), 냉동 (냉동기), 열펌프 (난방) 등