일과 열의 관계 이해
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작성일 19-07-11 21:09본문
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열과 에너지 사이의 관계를 실험적으로 밝힌 과학자는 줄(Joule)로서 1cal에 해당되는 열량은 4.186J의 에너지와 같음을 보였다. 이를 열의 일당량(J)라 한다.설명
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일과 열의 관계 이해
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질량 m인 물체가 마찰이 작용하는 거친 표면 위에서 운동하는 경우를 생각하자. 외부의 힘이 작용하지 않는다면 물체의 속도는 점차 감소하고 마침내 멈추게 된다 물체의 운동에너지가 마찰로 인해 소비되기 때문이다 즉,
(운동에너지의 變化(변화))=(마찰이 하는 일)
ΔK = W ………… (4)
이다. 만약 운동 에너지를 고려할 필요가 없다면, 식(6)은 열역학 제1법칙이 된다
………… (7)
열역학 제 1법칙은 에너지 보존 법칙을 나타내며, 아울러 열과 일, 에너지가 본질적으로 동일한 것임을 나타낸다.
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전기에너지가 열에너지로 전환되는 것에 대한 實驗(실험)을 통하여 일과 열의 관계에 상대하여 알아보았습니다. 즉, 초기 운동에너지의 일부분은 마찰에 대한 일로 나머지는 물체의 내부에너지 증가에 사용된다
ΔK = W + ΔU ………… (5)
그런데, 어느 정도 시간이 지나면, 물체는 식는다.
………… (8)
열의 일당량 :
전기에너지가 열에너지로 전환되는 것에 대한 실험을 통하여 일과 열의 관계에 대해서 알아보았습니다. 이것은 물체가 마찰에 대하여 운동할 때 발생한 내부 에너지가 열의 형태로 물체로부터 방출되기 때문이다 어떤 계가 단열 상태에 있지 않고 주변으로부터 열을 주고 받는다면, 식(5)의 좌변에 를 더할 수 있따
ΔK + ΔQ = W + ΔU ………… (6)
식(6)은 마찰에 의해 발생하는 열과 일 사이의 관계에 주변으로부터의 열의 출입을 고려한 식이다. 이러한 내부적 에너지를 로 표현하면, 이 계의 일-에너지 變化(변화) 사이에는 다음의 관계가 성립한다. 따라서 에너지와 일은 본질적으로 동일한 것임을 알 수 있따
운동하는 물체와 접촉면 사이에 마찰이 작용하면 물체와 거친 표면이 어느 정도 따뜻해지는 것을 쉽게 경험할 수 있따 그러므로, 식(4)에 따듯해짐(온도變化(변화))를 나타내는 내부적인 변수를 포함시켜야 타당할 것이다.