절대 온도 켈빈이란?
열역학을 이해하기 위해서는 '온도의 단위'에 대해 올바르게 이해할 필요가 있습니다.
온도의 단위에는
섭씨온도(℃) 한국에서 사용되고 있는
화씨온도 (°F) 미국에서 사용되고 있는
절대온도 (K) : 열역학, 물리학에서 사용되고 있는
의 세 종류가 있습니다.
우리나라에서 일반적으로 사용되고 있는 섭씨온도℃는표준 기압에서 물이 얼어 붙는온도를 0도,물이 끓는 온도를100도라고해요.
그리고 물이 어는 온도와 끓는 온도를 100등분한 온도를 1도로 정하고 있습니다.
미국에서 사용되는 화씨온도°F는 표준기압에서 물이 어는 온도를 32도, 물이 끓는 온도를 212도로 합니다.
'어쩐지 어중간한 숫자구나'라고 생각하시죠.
원래대로 보면 "화씨온도°F"는 바닷물이 어는 온도를 0도, 양의 항문 온도를 100도라고 합니다.
양의 항문의 온도는 감기로 인해 열이 났을 때의 인간의 체온과 동일하다고 합니다.
이상 우리의 일상 생활에서는 섭씨온도℃, 또는 '화씨온도°F'의 단위가 사용됩니다.
하지만 열역학이나 물리학에서는 '절대 온도의 K(켈빈)'가 사용되므로 주의하십시오.
다음 그림은 각 단위와 물질의 상태(고체, 액체, 기체)의 관계를 나타내고 있습니다.
예를 들어, 섭씨일 경우 0°C에서 고체에서 액체로, 100°C에서 액체에서 기체가 됩니다.
원자나 분자의 움직임을 확인하면 고정에서는 정해진 위치에서 미묘하게 진동하고 있으며 온도가 상승함에 따라 움직임이 격렬해집니다.절대 온도 0도에서는 움직임이 완전히 정지하고 있기 때문에 열 에너지가 제로가 됩니다.
절대온도 0도 = 열에너지 0
절대온도는 0도 이하로 할 수 없고, 이 온도를 절대영도라고 하며, 단위로는 켈빈(K)이 사용됩니다.
열역학과 물리학에서는 열에너지라는 관점에서 사물을 생각하기 때문에 절대온도를 사용하는 것이 좋습니다.
섭씨℃를 절대온도 K로 환산하는 방법
절대 영도를 섭씨도로 환산하면 -273.16℃입니다.
또, 1K=1℃입니다.
따라서 1K 온도 상승은 1℃ 온도 상승을 의미합니다.
위의 이유로 절대 온도 T는 다음 식으로 나타낼 수 있습니다.
T[K] = t[℃] +273.16
평소 사용하는 섭씨온도에 273.16을 더하면 절대온도가 됩니다.
(예) 100℃의 경우
００ [℃] + 273.16 = 373.16 [K]
현재 절대 온도는 세계적인 기준 온도로 SI 단위를 사용하고 있습니다.
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