1. 비열, 열용량 비교
ㅇ 열 용량 (Heat Capacity) C
- 물질이 큰 온도 변화 없이 열적 에너지를 흡수할 수 있는 능력
ㅇ 비열 (Specific Heat Capacity) c 또는 Cs ☞ 비(比):Specific 참조
- 단위 질량 당 열 용량
. 단위 물질이 열을 흡수하는 본질적인 능력
* 주로, 여러 다른 물질의 에너지 저장 능력을 비교할 수 있는 열역학적 상태량
. 물질 마다 고유한 비열 값을 갖음
2. 비열의 정의
ㅇ (정의) 단위 질량 당 열 용량
ㅇ (척도) 1 [g] 물질을 1 [K] 또는 1 [℃] 올리는데 필요한 열 에너지(열량)
- 열량 Q = 질량 M x 비열 Cs x 온도변화 △T
ㅇ (단위) [J/K·1/g],[J/℃·1/g]
3. 비열의 구분
ㅇ 정적 비열 (specific heat at constant volume) cv
- 일정 체적 하에, 단위질량 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, 단위질량 물질을 1 도 올리는데 필요한 열 에너지
. 압력이 일정하나, 부피가 변할 수 있음
※ 고체,액체의 경우 : 비열값의 차이가 작음
- 통상, 정압 비열 만을 그대로 비열로 삼음
. 열을 가할 때 열 전달 등으로 일정 부피로 제한하기 어려움
* 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, 낮은 온도 범위에서, [cal/℃·1/g] 단위로는, 물 : 1 임
※ 기체의 경우 : 비열값이 달라짐
- 일정 압력 및 일정 부피에서도 온도에 따라 비열이 달라짐
. 가열하면 열 팽창에 의하여 외부 압력에 대해 일을 하게됨
.. 가한 열의 일부는, 내부 기체를 가열하지만,
.. 그 나머지는, 외부 팽창을 하면서 일을 하는데 사용됨
- 따라서, cv (정적 비열) < cp (정압 비열)
* 이상기체인 경우에는, 비열은 온도에 만 의존함
. 대부분의 순수물질에서, 비열은 온도 뿐 만 아니라 비체적,압력에도 의존함