[중등2과학] 온도와 열평형

자. 이번 수업은 온도와 열평형에 대해 알아보자.

 

온도는 물체의 차갑고 뜨거운 정도를 수치로 나타낸 것을 말하며

 

일상 생활에서는 섭씨 온도를

 

과학에서는 절대 온도를 주로 사용한다.

 

섭씨 온도의 단위는 °C를 사용하며

 

1기압에서 물이 어는 온도를 0°C

 

물이 끓는 온도를 100°C로 정한 온도이다.

 

절대 온도의 단위는 K을 사용하고

 

-273°C를 0K으로 정한 온도이다.

 

절대 온도는 섭씨 온도에 273을 더하는 것으로 계산할 수 있다.

 

예를 들어 0°C는 273K이고

 

100°C는 373K이다.

모든 물질은 입자로 구성되어 있고

 

입자는 끊임없이 운동하고 있으며

 

온도는 이런 입자 운동의 활발한 정도를 나타내는 물리량이다.

 

따라서 온도가 높을수록 입자의 운동도 빨라진다.

 

예를 들어 차가운 물과 뜨거운 물 중

 

뜨거운 물을 구성하는 물 입자의 운동이 더 활발하다.

 

따라서 설탕은 뜨거운 물에서 더 잘 녹으며

 

뜨거운 물에 넣은 잉크가 더 빨리 퍼진다.

고온의 물체와 저온의 물체를 접촉시켜 놓으면

 

온도가 높은 물체에서 낮은 물체쪽으로 에너지가 이동하게 되는데

 

이 때 이동하는 에너지를 열 이라고 하며

 

이동하는 열의 양을 열량이라고 한다.

열을 잃은 고온의 물체는 온도가 점점 낮아지고

 

입자 운동은 둔해지며

 

열을 얻은 저온의 물체는 온도가 점점 높아지고

 

입자 운동이 활발해지다가

 

두 물체의 온도가 같아지면

 

더이상 온도 변화가 나타나지 않는데

 

이 상태를 열평형 상태라고 하며

 

이 때의 온도를 열평형 온도라고 한다.

 

열평형 온도는 항상 처음 고온 물체의 온도와

 

처음 저온 물체의 온도에 중간값을 가지지는 않지만

 

고온의 물체가 잃은 열량과

 

저온의 물체가 얻은 열량은 항상 같아야 한다.

한약팩을 뜨거운 물에 넣어 데우는 것이나

 

생선을 얼음위에 놓아 신선하게 유지하는 것

 

냉장고 속에 음식물을 보관하는 것

 

온도계를 이용하여 물체의 온도를 측정하는 것은

 

모두 열평형을 이용한 예들이다.

 

 

https://youtu.be/Q8_gzOC4gSg

 

 

탑사이언스 과학학원(대구 수성구)

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