1. 에너지 (Energy)
ㅇ 일(Work)을 할 수 있는 물리량(量)
- 일을 할 수 있는 능력, 일하는 능력
- 변화를 초래하는 능력, 또한 변화의 원인 또는 결과
- 물체의 상태(위치,운동상태,온도 등)를 특징지울 수 있는 물리량
- 열역학적인 상태량의 하나
- 에너지는 선택되는 기준계에 의존하는 물리량임
2. `힘`, `일`, `에너지` 관계
ㅇ dW = F·dl [Nㆍm]
- 거리 dl 만큼 움직이게한 힘 F로 행한 일 dW은 에너지로써 저장됨
. 例) 중력에 대항하는 힘으로 물체를 들어올리는데 한 일은 위치에너지로 저장됨
3. 에너지 단위 : [J(Joule)]
ㅇ 일(Work)과 같은 단위 [Nㆍm]
- 1 [J] = 1 [N m] = 1 [㎏ ㎡/s²] = 1 [Watt s (전기적 일)]
ㅇ 열(Heat)과 같은 단위 [J(Joule)]
- 4.184 [J] = 1 [cal,Colorie (식품 열량)]
4. 에너지의 보존 및 종류/구분
ㅇ 에너지는 물리적 과정에서 소멸/생성되지 않고, 다른 에너지 형태로 변환 됨
- ☞ 에너지 보존법칙 (Conservation of Energy Principle) 참조
※ ☞ 에너지 분류 참조
- 에너지 변환 例 (서로 변환 및 저장 가능)
. 기계에너지 → 유체에너지 : 펌프 등
. 유체에너지 → 기계에너지 : 터빈, 풍차 등
. 기계에너지 → 열에너지 : 제동장치 등
. 열에너지 → 기계에너지 : 내연기관 등
. 전기에너지 → 기계에너지 : 모터 등
. 빛에너지 → 전기에너지 : 태양전지 등
. 기계에너지 → 전기에너지 : 발전기 등
5. 경계 상의 에너지 : `일`과 `열`
※ `일`과 `열`은 경계 현상
- 계의 경계에서 만 인식이 됨 ☞ 이동 에너지(열 및 일) (Energy in transit) 참조
ㅇ 역학적 운동시 전달되는 에너지 이동 => 일(Work)
ㅇ 온도차에 의해 전달되는 에너지 이동 => 열(Heat)
6. 에너지의 존속 형태
ㅇ 내부 에너지(Internal Energy)
- 계의 내부에 저장된 에너지 (계 내부 입자인 분자,원자들과 관련된 에너지)
ㅇ 역학적 에너지(Mechanical Energy) : 운동 에너지 + 위치 에너지
- 물체 운동에 따른 `운동에너지 K`와 위치에 따른 `위치에너지 U`와의 합
. 즉, W = K + U
.. 통상, 운동에너지 K는 속도의 함수로, 위치에너지 U는 높이의 함수로써 정의됨
ㅇ 파동적 에너지(Wave Energy) ☞ 파동 에너지 참조
- 파동은 에너지를 공간적으로 분포,저장,운반시키게되는 물리,수학적 개념 도구임