Heat, Quantity of Heat   열 (熱), 열 (Heat), 열량, 열 에너지 량

(2022-07-12)

열 , 열 , cal, Calorie, 칼로리


1. `열(Heat)`의 의미에너지 이동
     - 온도 차에 의해 전달되는 에너지의 한 형태
        . 즉, 이동하는 에너지 (Energy in transit)

     * 열역학적 계의 경계에서 만 식별 가능한 에너지 형태
        . 즉, 열을 품고있다/담고있다는 표현은 과학적으로 부적절한 표현임

  ㅇ 즉, 열은, 
     - 경계에서 만 관찰되는, 이동하는 에너지 임
        . 온도차에 의해 전달되는 에너지 이동
     - 내부에너지의 변화 수단 임
        . 역학/운동 없이, 순전히 열의 전달 만으로,
        . 내부에너지를 변화시킬 수 있는 수단 임                    ☞ 엔탈피 참조
     - 분자 수준에서 볼 때, 분자 운동 에너지의 척도 임


2. (열 에너지의 이동)  :  이동하는 에너지/에너지 이동 또는 전이 (Energy in transit) 온도차에 의해 전달되는 에너지 이동  =>  열(Heat)
     - 열 전달 (Heat Transfer) 이란? 
        . 온도 차이 및 열 복사에 의한 열 에너지이동현상역학운동시 전달되는 에너지 이동  =>  (Work)


3. (열의 양적인 척도)  :  열량 (Quantity of Heat) = 열 에너지 변화량 = 열 에너지

  ㅇ 열량 Q = n x C x △T
     - (구성 항목) : n 몰수, C 몰 열용량, △T 온도변화
     - (비례 관계) : 열량 ∝ (물질열용량 n x C) 및 (온도 차이 △T)
        . 여기서, 열용량(C) 의존 요소는, 물질의 크기(질량 M) 및 종류(비열 c) 임
           .. 즉, C ∝ M x c

  ㅇ 열(또는, 열량)의 단위
     - SI 단위 : [J]      (열이 에너지의 전달 형태로써 정의되는 단위)
        . 만일, 시간 당 열의 이동을 고려하면, => [J/s] 또는 [kW] : 일률

     - 기타 단위 : [cal]  (단위 질량온도 변화에 기초를 둔 단위)
        .  1 [cal] : 15 [℃]에서  1 [g]의 온도를 1 [℃] 올리는데 필요한 열의 량
           .. 물 1 [g]을 1 [atm]에서 14.5 에서 15.5 [℃]로 1 [℃] 올리는 데 필요한 열량

        . 이러한 [cal] 단위는, 열을 품고있는 함량의 의미가 강함         ☞ 열의 일당량 참조
           .. 에너지 변화/이동 수단으로써의 열(熱)과는 다른 관점이나, 관례적으로 쓰임
        . (주로, 식품 에너지의 함량 단위)

     *  1 [cal] = 4.186 [J], 1 [kWh] = 3.60x106 [J]
        . 식품/영양학에서는 1 [Cal] (= 1000 [cal] = 1 [kcal])으로 주로 표기하여 씀

  ㅇ 열의 부호
     - 로 들어오는 열 전달 : 양수(+)
     - 에서 나가는 열 전달 : 음수(-)


4. [참고사항]

  ㅇ (열의 측정)
     - 직접적으로 열을 측정할 수 없고, 오직 온도 변화를 측정하고 이를 통해 열량을 계산함
        . ☞ 열량계법, 열용량, 비열 참조

  ㅇ (열의 가열)
     - 도선에 전류가 흐를 때 가열에 관한 것 ☞ 줄 열(Joule Heating) 참조

  ㅇ (열의 전달)
     - 열전달 (Heat Transfer)의 3가지 형태(대류,복사,전도)
        . 열 대류 (Heat Convection) : 유체 자체의 움직임에 의함
        . 열 복사 (Heat Radiation)  : 전자기파 전파에 의한 열 전달
        . 열 전도 (Heat Conduction) : 입자 간 상호작용의 결과

  ㅇ (열의 평형)
     - 온도의 전체에 걸쳐 일정함 (순 열전달 없음) ☞ 열 평형 (Thermal Equilibrium)

  ㅇ (열적 성질의 파라미터 例)
     - 열용량, 비열, 열전도율, 열팽창계수



Copyrightⓒ written by 차재복 (Cha Jae Bok)
"본 웹사이트 내 모든 저작물은 원출처를 밝히는 한 자유롭게 사용(상업화포함) 가능합니다"