*온도(Temperature)와 열(Heat)의 차이
온도 : 물질 내 분자들의 평균 운동에너지
열 : 물질내 분자들의 총 운동에너지
즉, 온도는 분자들의 수(질량이나 부피)에 영향이 없습니다.
열은 분자들의 수에 영향이 있습니다.
250ml 컵에 담긴 25℃의 물과 1000ml 컵에 담긴 25℃의 물은 온도는 같지만 열에너지의 양은 다릅니다. 1000ml 컵에 담긴 물이 열에너지가 더 많습니다.
열 전달(Heat transfer)는 3가지 방식으로 이뤄집니다.
(1)전도(conduction)
(2)대류(convection)
(3)복사(radiation)
실제 상황에서는 하나의 방식으로만 열전달이 되는 것이 아니라 동시적으로 진행되지만 3가지 방식이 균등하게 진행되는 것은 아닙니다. 열은 에너지이며 에너지는 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동합니다. 즉 일반적으로 열이 많은 곳은 온도가 높고, 온도가 낮은 곳으로 열 에너지는 이동합니다.
1)전도
전도는 고체 물질을 통한 열 전달입니다. 물질내 분자의 진동(운동에너지)가 인접한 다른 분자로 전달하는 방식입니다.
(2)대류
대류는 유체(액체나 기체)의 이동으로 발생하는 열 전달입니다. 전도와의 차이점은 분자의 이동과 열의 이동이 같이 일어난다는 점이 다릅니다. (방향은 다를 수 있음)
(3)복사
복사는 전자기파를 통한 열 전달입니다. 전도, 대류와의 차이점은 매(개)체가 필요하지 않다는 점입니다. 우리가 태양빛을 받으며 따뜻함을 느끼는 것이 열 복사입니다.
관련공식
열전도율 공식
Q = −λ × A × t × (ΔT / Δx)
Q = heat transferred (J)
λ = thermal conductivity coefficient (W/m * K)
A = heat flow area (m2)
t = time (s)
ΔT = temperature difference (Cold – Hot) (K)
Δx = distance (m)
대류에 의한 열전달 공식
Q = −h × A × t × ΔT
Q = heat transferred (J)
h = thermal conductivity coefficient (W/m * K)
A = contact area (m2)
t = time (s)
ΔT = temperature difference (Cold – Hot) (K)
복사에 의한 열전달 공식
Q = −k × A × t × ΔT
Q = heat transferred (J)
k = total heat transfer coefficient (W/m * K)
A = area (m2)
t = time (s)
ΔT = temperature difference (Cold – Hot) (K)
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