열역학 제1법칙과 열전달

목차

1. 열역학 제1법칙

2. 열역학 제1법칙의 여러 프로세스
1) 단열과정(adiabatic process)
2) 등적과정(isochronic process)
3) 순환과정(cyclic process)
4) 자유팽창과정(free expansion process)

3. 열전달과정
1) 전도(conduction)
2) 대류(convection)
3) 복사(radiation)

본문내용

1. 열역학 제1법칙
어떤 물질에 힘을 가할 때, 그 물질이 움직이면 우리는 그 물질에 대해 일을 했다고 말한다. 만약, 그 물질이 움직이지 않는다면 변위의 변화가 없는 것이므로 일을 하지 않았다고 말한다. 이를 수학적으로 풀이해보자. 어떤 물질이 있다. 이 물질의 질량은 이며 우리는 F``라는 힘을 주어 물질을 이동시켰다. 이때 이 물질은 ds만큼 이동했다. 이때 우리가 한 일을 수학적으로 나타내면 아래와 같다.

<중 략>

➁ 대류(convection)
전도(conduction)가 고체 내에서 이루어지는 열전달 과정이라면 대류(convection)는 유체(액체와 기체) 내에서 이루어지는 열전달과정이다. 대류는 부력의 원리가 이용된다. 밀도가 낮은 유체는 위로 뜨며 반대로 밀도가 높은 유체는 아래로 가라앉는다. 이렇게 유체의 밀도 차이에 의해 이루어지는 자연적인 현상이 대류이며 이러한 대류를 유발하는 유체의 밀도차이는 유체의 온도에 의해 결정된다. 예를 들어, 태양 내부에서도 태양의 핵융합 과정에 의해 발생한 고온의 에너지는 대류를 통해 태양 표면으로 전달되며 표면의 차가운 기체는 태양표면 아래로 내려가면서 주기적인 순환이 이루어진다. 이 또한 유체의 온도 차이에 의해 발생하는 대류현상의 좋은 예이다.

➂ 복사(radiation)
복사는 물체가 에너지를 교환하는 세 번째 방법으로 전자기파에 의한 것이다. 이러한 방법으로 전달되는 에너지를 흔히 열복사(thermal radiation)라고 하며 이는 텔레비전 방송 등과 같은 전자기 복사와 핵자가 에너지와 입자를 내놓는 핵복사와는 구별된다. 복사에는 열전달을 위한 매개체가 필요 없으며 진공을 통해서도 에너지가 전달될 수 있다.

참고 자료

없음