[중등2과학] 열량, 비열, 온도변화
자. 이번 수업은 열량과 비열에 대해 알아보자.
열량은 온도가 다른 물체 사이에 이동하는 열의 양을 의미하는 것으로
단위는 칼로리, 킬로칼로리를 사용한다.
물체는 흡수한 열량이 클수록, 질량은 작을수록
온도변화가 크게 나타난다.
예를 들어
다음과 같이 물의 질량과 가한 열량을 다르게 하여
온도 변화를 측정했을 때
같은 질량이지만 가해준 열량이 더 큰 (나)가
(가)보다 온도가 더 많이 변하며
같은 열량을 가했지만 질량이 작은 (나)가
(다)보다 온도가 더 많이 변한다.
비열은 어떤 물질 1kg을 1°C 높이는데 필요한 열량을 의미하며
단위는 kcal/kg·°C를 사용한다.
비열은 물질의 종류에 따라 다르게 나타나며
물질의 비열이 작을수록 온도 변화는 크게 나타난다.
예를 들어
A, B, C 물질의 비열이 다음과 같을 때
같은 질량의 A, B, C 물질에 같은 열량을 가하면
비열이 작은 C의 온도가 가장 많이
비열이 큰 A의 온도가 가장 적게 변한다.
만약
같은 질량의 D와 E를 가열했을 때
시간에 따른 온도 변화 그래프가 다음과 같다면
같은 시간 동안 D와 E의 온도 변화 비는 30 : 10, 즉 3 : 1이고
온도 변화는 비열에 반비례 하므로
비열의 비는 1 : 3이 된다는 것을 알 수 있다.
Q는 c m 델타 t
라는 공식을 이용하면
열량이나 비열 등을 쉽게 계산할 수 있다.
Q는 열량
c는 비열
m은 질량
델타 t는 온도 변화를 의미한다.
예를 들어
질량이 3kg인 물체에 18kcal의 열량을 가했더니
물체의 온도가 10°C에서 40°C로 변했다고 할 때
이 물체의 비열은 얼마인지 구해보자.
Q는 c m 델타 t 에서
열량 Q는 18
비열은 그대로 c로 두고
질량 m은 3
온도 변화 델타 t는
40 빼기 10이므로
물체의 비열 c는
0.2가 된다는 것을 알 수 있다.
탑사이언스 과학학원(대구 수성구)