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비열과 열용량 |
ㅇ 비열 ; 어떤 물질 1g을 1도 올리는데 필요한 열
-. 비열이 큰 물질 ; 1도 올리는데 열이 많이 들므로 온도가 천천히 변함 , 바다
-. 비열이 작은 물질 ; 1도 올리는데 열이 적게 들므로 온도가 급히 변함 , 육지
ㅇ 열용량 ; 어떤 물질을 1도 올리는데 필요한 열을 말합니다.
열용량이 큰 물질일수록 1도 올리는데 많은 열이 필요
온도가 금방 올라가는 금속이 열용량이 작다.
ㅇ 열량 ; 어떤 물질의 온도를 올리는데 사용한 총 열에너지
Q =cmt ( Q ; 열량 , c ; 비열, m ; 질량 , t ; 온도 변화 )
ㅇ 열량 보존의 법칙 ; 외부와의 열의 출입이 없는 상태에서
잃은 열량은 얻은 열량과 항상 같다
[문제1] 온도가 65도, 질량이 1 kg인 구리 덩어리를 온도 20도, 질량 10 kg의
물에 넣으면 물의 온도는 어떻게 변하는가 ? (단, 구리의 비열은 0.09 Kcal/kg ℃)
[풀이] 20도의 물이 온도가 올라가 T 도에서 더 이상 온도가 올라가지 않는
평형상태가 되었다고 하면
구리가 잃은 열량 = mct = 1 kg x 0.09 x ( 65 -T ) = 0.09 (65-T)
물이 얻은 열량 = mct = 10kg x 1 x ( T -20 ) = 10(T-20)
평형상태에서 열량보존의 법칙에 의해
잃는 열량 = 얻은 열량
0.09 ( 65 - T ) =10 ( T -20 )
계산해보면 T = 20.8 ℃
결국 물의 온도는 0.8 도 더 올라가 20.8도가 된 후 평형상태가 된다.
[문제2] 해안가에서 낮에는 바다에서 육지로 바람이 부는 해풍이 불고
밤에는 육지에서 바다로 바람이 부는 육풍이 생기는 이유는 ?
[풀이] 육지와 바다의 비열이 다르기 때문이다.
육지는 비열이 작아 금방 뜨거워지고 금방 식는다.
[ 낮]
낮에는 육지가 바다보다 뜨거워져 육지에서 가열된 공기가 하늘로
올라간다(상승기류). 이 빈자리를 메꾸기 위해 바다에서 공기들이
육지로 불어와 해풍(바다바람)이 생기는 것이다.
[밤]
밤에는 육지는 금방 식어 오히려 바다 쪽의 공기가 온도가 더 높아
바다 쪽에 상승기류가 생기고 이 빈 자리를 메꾸기 위해 육지에서
바다로 육풍(땅바람)이 생긴다.
결국 바다와 육지의 비열 차이 때문에 해륙풍, 계절풍, 산곡풍 등이 생긴다.