열역학 관련된 용어 설명

열역학 관련된 용어를 설명하겠습니다.열에 대해 설명하겠습니다. 열역학은 물질의 몇 가지 속성과 관련이 있습니다. 그중 가장 중요한 것은 열입니다. 에너지 교육에 따르면 열은 물질 또는 시스템 간의 온도 차이로 인해 물질 또는 시스템 간에 전달되는 에너지입니다. 에너지의 한 형태로서 열은 보존됩니다. 즉, 생성되거나 파괴될 수 없습니다. 그러나 한 장소에서 다른 장소로 전송할 수 있습니다. 열은 또한 다른 형태의 에너지로 변환될 수 있습니다. 예를 들어, 증기 터빈은 열을 운동 에너지로 변환하여 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기를 가동할 수 있습니다. 전구는 이 전기 에너지를 전자기 복사 (빛)로 변환할 수 있으며, 표면에 흡수되면 다시 열로 변환됩니다. 다음은 온도입니다. 에너지 교육에 따르면 물질이 전달하는 열의 양은 운동하는 원자 또는 분자의 속도와 수에 따라 달라집니다. 원 자나 분자가 더 빨리 움직일수록 온도가 높아지고, 움직이는 원 자나 분자가 많을수록 전달되는 열의 양이 많아집니다. 가장 일반적으로 사용되는 온도 척도는 섭씨로 물의 빙점과 끓는점을 기준으로 0도 및 100 도의 값을 각각 할당합니다. 화씨 척도는 지정된 물의 빙점과 끓는점을 기준으로 합니다. 값은 각각 32F 및 212F입니다. 그러나 전 세계의 과학자들은 켈빈의 이름을 따서 명명된 K 척도를 사용합니다. 이 눈금은 섭씨 눈금과 동일한 증분을 사용합니다. 즉, 1C의 온도 변화는 1K와 같습니다. 그러나 켈빈 눈금은 열 에너지와 모든 분자가 전혀 없는 온도 인 절대 0에서 시작합니다. 움직임이 멈춥니다. 절대온도는 -459.67F 또는 -273.15C와 같습니다. 비열에 대해 설명 드리겠습니다. 물질의 특정 질량의 온도를 일정량 높이는 데 필요한 열량을 비열 또는 비열 용량이라고 합니다. 이를 위한 일반적인 단위는 켈빈 당 그램 당 칼로리입니다. 칼로리는 물 1g의 온도를 4 ° C에서 1도 올리는 데 필요한 열 에너지의 양으로 정의됩니다. 금속의 비열은 질량이 아닌 샘플의 원자 수에 거의 전적으로 의존합니다. 예를 들어 알루미늄 1kg은 납 1kg보다 약 7 배 더 많은 열을 흡수할 수 있습니다. 그러나 납 원자는 동일한 수의 알루미늄 원자보다 약 8 % 더 많은 열을 흡수할 수 있습니다. 그러나 주어진 질량의 물은 동일한 질량의 알루미늄보다 거의 5 배 많은 열을 흡수할 수 있습니다. 가스의 비열은 더 복잡하며 일정한 압력 또는 일정한 부피에서 측정되는지 여부에 따라 다릅니다. 열전도율은 열이 지정된 재료를 통과하는 속도로, 단위 거리 당 1 도의 온도 기울기로 단위 면적을 통해 단위 시간당 흐르는 열의 양으로 표현됩니다. k의 단위는 미터당 와트/켈빈입니다. 특정 재료는 열을 빠르게 전달하고 환경과 교환할 수 있기 때문에 자동차 라디에이터 및 컴퓨터 칩용 냉각 핀에 유용합니다. 다른 재료는 열 전도체가 극히 열악하기 때문에 유용합니다. 이 속성을 열 저항이라고 하며, 열이 재료를 통해 전달되는 속도를 나타냅니다. 암면, 거위 털 및 스티로폼과 같은 이러한 재료는 건물 외부 벽, 겨울 코트 및 열 커피 머그잔의 단열재로 사용됩니다. 열은 전도, 대류 및 복사의 세 가지 다른 수단을 통해 한 신체에서 다른 신체로 또는 신체와 환경 간에 전달될 수 있습니다. 전도는 고체 물질을 통한 에너지 전달입니다. 신체 간의 전도는 직접 접촉할 때 발생하며 분자는 인터페이스를 통해 에너지를 전달합니다. 대류는 유체 매체로 또는 유체 매체에서 열을 전달하는 것입니다. 고체와 접촉하는 기체 또는 액체의 분자는 그 몸체로 열을 전달하거나 흡수한 다음 멀리 이동하여 다른 분자가 제자리로 이동하고 과정을 반복할 수 있습니다. 라디에이터처럼 가열 또는 냉각할 표면적을 늘리고 팬처럼 유체가 표면 위로 이동하도록 하여 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 방사선은 전자기 에너지, 특히 열 에너지를 운반하는 적외선 광자의 방출입니다. 모든 물질은 일부 복사를 방출하고 흡수하며, 순량은 이것이 열 손실 또는 증가를 유발하는지 여부를 결정합니다. 카르노 사이클은 가스의 압력, 부피 및 온도 간의 관계와 에너지 입력이 시스템 외부에서 어떻게 형태를 바꾸고 작동하는지를 활용합니다. 가스를 압축하면 온도가 상승하여 환경보다 더 뜨거워집니다. 그런 다음 열 교환기를 사용하여 뜨거운 가스에서 열을 제거할 수 있습니다. 그런 다음 팽창하도록 허용하면 냉각됩니다. 이것이 난방, 공조 및 냉장에 사용되는 열 펌프의 기본 원리입니다. 반대로 가스를 가열하면 압력이 증가하여 팽창합니다. 그런 다음 팽창 압력을 사용하여 피스톤을 구동하여 열 에너지를 운동 에너지로 변환할 수 있습니다. 이것이 열기관의 기본 원리입니다. 모든 열역학 시스템은 폐열을 생성합니다. 이 낭비는 엔트로피의 증가를 초래합니다. 이것은 폐쇄 시스템의 경우 작업에 사용할 수 없는 열 에너지의 양을 정량적으로 측정한 것이라고 닫힌 시스템의 엔트로피는 항상 증가합니다. 그것은 결코 감소하지 않습니다. 또한 움직이는 부품은 마찰로 인해 폐열을 생성하고 복사열은 필연적으로 시스템에서 누출됩니다. 이것은 소위 영구 운동 기계를 불가능하게 만듭니다. 100 % 효율적인 엔진을 만들 수 없습니다. 즉, 영구 운동 기계를 만들 수 없습니다. 하지만 여전히 그렇게 하지 않는 많은 사람들이 있습니다. 믿지 마세요. 계속해서 영구 운동 기계를 만들려는 사람들이 있습니다. 엔트로피는 또한 폐쇄 시스템에서 무질서 또는 무작위성의 척도로 정의되며, 이는 또한 엄청나게 증가합니다. 뜨거운 물과 차가운 물을 섞을 수 있지만 큰 컵의 따뜻한 물은 뜨거운 물과 차가운 물이 담긴 두 개의 작은 컵보다 더 무질서하기 때문에 시스템에 에너지를 추가하지 않고는 다시 뜨거운 물과 차가운 물로 분리할 수 없습니다. 다시 말해, 계란을 뜯어 내거나 커피에서 크림을 제거할 수 없습니다. 일부 프로세스는 완전히 되돌릴 수 있는 것처럼 보이지만 실제로는 그렇지 않습니다. 따라서 엔트로피는 우리에게 시간의 화살표를 제공합니다. 앞으로는 엔트로피가 증가하는 방향입니다.