[열역학 개념의 해설] 열역학 개념과 온도

본 포스팅은 여상도 교수님께서 지으신 '열역학 개념의 해설' 중 제4장 '열역학 개념과 온도' 내용 요약 및 개인적인 생각을 덧붙여 작성한 것입니다.

4. 열역학 개념과 온도

온도란 무엇일까요? 차갑고 뜨거운 정도일까요? 대부분의 비공학자들이 이렇게 생각하지만, 정답이 아니랍니다. 반례로 똑같은 온도의 금속과 나무를 만지면 금속이 더 차갑게 느껴지는 걸 들 수 있어요. 즉, 차갑고 뜨거운 정도는 온도에 의해 결정되는 것이 아니라 열전도도, 열이 얼마나 잘 전달되는지에 따라 결정이 되는 것이랍니다.

 

그렇다면 온도란 무엇일까요? 열역학 0 법칙에서 그 답을 찾을 수 있는데요. 열역학 0 법칙이란, 물질 A와 물질 B가 열적 평형상태이고, 물질 A와 물질 C가 열적 평형상태이면 물질 B와 물질 C 또한 열적 평형상태라는 아주 간단한 법칙입니다. (테스 형의 3단 논법 같지요?) 여기서 열적 평형이란, 겉으로 보았을 때 두 물체 사이에 열의 이동이 없는 상태를 뜻한답니다.

 

그럼 두 물체가 언제 열적 평형상태에 도달할까요? 두 물체의 부피가 같을 때? 압력이 같을 때? 아니죠. 온도가 같을 때이죠! 이처럼 온도는 열의 흐름의 유무를 결정해주는 유일한 지표라고 생각하시면 된답니다.

 

그러면 우리가 흔히 사용하는 온도는 어떻게 얻은 값일까요? 태초에 물이 끓는 온도가 100℃라고 정해진 걸까요? 답은 우리가 편의에 맞게 만들어낸 것이랍니다. 예를 들면 우리가 흔히 사용하는 섭씨(℃)는 대기압에서 물이 얼 때의 온도를 0℃, 물이 끓을 때의 온도를 100℃로 기준을 잡은 온도 단위랍니다. 이렇듯 열역학 개념은 어떤 자연현상을 설명하기 위해 임의로 만들어진 수단일 뿐이에요. 따라서 다른 열역학 개념도 어떤 자연현상을 쉽게 설명하기 위해 만들어졌는지 이해를 하면 쉽게 이해할 수 있답니다 

 

그럼 열역학 개념과 온도에 대한 포스팅을 마치겠습니다.