전체 글13 온도계와 온도 눈금 액체와 관으로 이루어진 장치를 유용한 온도계로 만들기 위해서는 그것에 숫자 눈금을 써넣는 것이 필요하다. 이 숫자는 임의적이고 역사적으로 서로 다른 많은 방법들이 사용되어 왔다. 순수한 물이 어는 온도에서 온도계의 액체 높이를 0이라 하고 끓는 온도에서의 높이를 100이라한 다음 두 눈금 사이의 거리를 100등분하면 이것이 섭씨온도 눈금(Celsius temperature scale)이다. 섭씨 온도에서 물이 어는 온도보다 더 낮은 온도는 음수이다. 섭씨 눈금은 세계의 거의 모든 지역에서 일상 생활이나 과학, 산업 등에서 사용되고 있다. 또다른 형태의 온도계는 서로 다른 두 금속판을 접합해서 만든 바이메탈 판을 이용한다. 계가 뜨거워지면 한 금속이 다른 금속보다 좀더 팽창하여 전체 금속판은 구부러진다. .. 2024. 3. 21. 온도와 열 찌는 듯한 여름날이나 한겨울 밤의 추위에도 우리의 몸은 거의 일정한 체온을 유지한다. 우리 몸은 효율적인 체온 조절 기능을 가지고 있지만 외부의 도움을 필요로 할 때도 있다. 매우 더운 날에는 옷을 적게 입어 몸의 열을 잘 발산하도록 하고, 땀을 증발시켜 시원하게 한다. 얼음을 넣은 찬 음료를 마시거나 선풍기 앞에 앉거나 냉방이 된 방에 머물기도 한다. 추운 날에는 옷을 더 많이 입거나 따뜻한 실내에 머물며, 밖에 있을 때에는 계속해서 움직이고 몸을 따뜻하게 하기 위해 더운 물을 마시기도 한다. 이이번에 소개할 개념들은 온기나 냉기를 유지하는 물리학의 기본 내용을 이해하는데 필요한 것들이다. 먼저 온도계의 눈금과 온도를 재는 방법을 포함한 온도에 대해 정의하고, 온도의 변화에 따른 물체의 길이와 부피의 .. 2024. 3. 21. 열기관, 내연기관 모든 열기관은 고온의 열원에서 열을 흡수하여 역학적인 일을 하고 나서 저온으로 열을 버리게 된다. 기관에서 버려진 열은 재 사용되지 않는다. 내연기관에서는 배기가스나 냉각장치로 열이 버려지고, 증기터빈에서는 사용된 증기와 함께 열이 흘러나가고, 증기는 응축되고 물로 되돌아간다. 계가 순환과정을 겪을 때, 처음과 나중의 내부에너지는 같다. 어떤 순환 과정에서도 열역학 제1법칙에 의해 U2-U1=0=Q-W즉 Q=W 가 성립되어야 한다. 한 순환 과정동안 기관으로 들어온 알짜 열은 기관이 한 알짜 일과 같다. 열기관을 분석할 때, 기관의 작동 재료가 상호작용하는 두 물체를 생각하는 것이 도움이 된다. 그 중 하나는 고온 열 저장체라 불리며 열원을 나타낸다. 이것은 거의 일정한 돈도에서 작동 재료에 많은 열을 .. 2024. 3. 19. 열역학 과정의 방향성 많은 열역학 과정들은 당연히 한 방향으로만 진행되고 그 반대로는 진해되지 않는다. 예를 들면 열은 뜨거운 물체에서 찬 물체로 흐르고, 그 반대는 없다. 열이 찬 물체에서 뜨거운 물체로 흐르는 것이 열역학 제1 법칙에 위배되지는 않는다. 즉 에너지가 보존되기 때문이다. 그러나 이런 일은 실제 자연에서는 일어나지 않는다. 왜 그럴까? 역학전 에너지를 열로 완전히 바꾸는 것은 쉽다. 이러한 일은 브레이크를 이용하여 자동차를 세울 때 항상 일어난다. 반대로 열의 일부분을 역학전 에너지로 바꾸는 많은 장치가 있다. 자동차 엔진이 그 한 예이다. 그러나 어떤 발명가도 열을 전부 역학적 에너지로 바꾸는 기계를 만들이 못했다. 왜 그럴까? 이 두가지 질문에 대한 대답은 열역학적 과정의 방향성과 관계 있으며, 열역학 제.. 2024. 3. 19. 이전 1 2 3 4 다음