화창한 날 해변을 따라 걸으며 뜨거운 모래를 즐긴 후 발가락을 물에 담가 식혀본 적이 있다면, 당신은 물의 비열을 이용했습니다.

어떻게 들리든, 비열은 어떤 것의 정확한 온도를 나타내지 않습니다. 이는 물질을 가열하는 데 필요한 에너지와 관련된 더 큰 과학적 개념입니다. 예제에서 알 수 있듯이, 모든 물질이 동일한 속도로 예열되는 것은 아닙니다. —따라서 모래와 물의 온도가 다릅니다.

물의 비열은 가장 흥미로운 특성 중 하나입니다. 이 기사에서는 비열이 무엇인지, 비열을 찾기 위해 사용하는 방정식, 물의 비열이 왜 그렇게 높은지에 대해 다룰 것입니다.

스토브, 냄비, 물, 증기는 모두 서로 다른 비열을 가지고 있습니다.

비열이란 무엇입니까?

비열은 열용량, 즉 온도가 변할 때 물질이 저장할 수 있는 열의 양을 측정한 것입니다. 열용량이 크다는 것은 물질이 온도 변화를 기록하기 전에 많은 열을 흡수할 수 있다는 것을 의미합니다. 냄비가 스토브에 닿았을 때 따뜻해지는 데 걸리는 시간과 내부의 물이 따뜻해지는 데 걸리는 시간을 생각해 보세요. . 이는 물의 열용량이 더 높다는 것을 의미합니다. 온도가 변하기 전에 더 많은 열을 저장할 수 있습니다.

제이쿼리 부모

비열은 물질의 1단위 질량을 1도 더 따뜻하게 만드는 데 필요한 정확한 열량을 나타냅니다. 우리의 예로 돌아가서, 비열은 한 컵과 같은 물 한 단위를 1도 더 따뜻하게 만드는 데 필요한 열의 양을 정확히 식별합니다.

열은 실제로 에너지 전달의 척도이기 때문에 다음과 같이 말하는 것이 더 정확합니다. 비열은 실제로 얼마나 많은지에 대한 설명입니다. 에너지 물질은 온도가 1도 변화하기 전에 흡수할 수 있습니다.

비열은 일반적으로 질량 1g당 줄과 킬로줄로 측정되며, 온도 측정 단위는 섭씨입니다. 킬로그램과 화씨를 사용할 수 있지만 사용 빈도는 더 낮습니다.

물질의 비열은 온도와 압력의 영향을 받을 수 있으므로 비열은 일반적으로 일정한 온도와 압력, 일반적으로 섭씨 25도에서 결정됩니다.

비열 방정식은 무엇입니까?

비열을 계산하는 방정식은 다음과 같습니다.

$$Q = s × m × ΔT$$

$Q$는 열의 양을 나타내고, $s$는 비열(${Joules}/{gram * °Celsius}$), m은 물질의 질량(그램), $ΔT$는 관찰된 변화를 나타냅니다. 온도.

바닷물과 같은 물의 종류에 따라 비열이 다를 수 있습니다.

물의 비열은 무엇입니까?

일부 물질은 빠르게 가열되는 반면 다른 물질은 천천히 가열됩니다. 물은 후자 중 하나입니다. 온도를 높이려면 더 많은 에너지가 필요하기 때문에 비열 용량이 높습니다.

물의 비열 용량은 4182 J/kg°C입니다. 물은 매우 중요하고 흔한 물질이기 때문에 우리는 물 1g을 섭씨 1도 올리는 데 필요한 에너지의 양, 즉 칼로리를 식별하는 특별한 방법도 가지고 있습니다. 이는 우리가 음식에서 말하는 칼로리의 종류와는 다릅니다. 이러한 종류의 칼로리는 1,000칼로리에 해당하므로 음식 관련 칼로리를 킬로칼로리 또는 kcal이라고도 합니다.

물의 비열은 다른 많은 일반적인 물질보다 상당히 높습니다. 예를 들어 철의 비열은 449 J/kg°C, 모래는 830 J/kg°C, 참나무는 2400 J/kg°C입니다.

두 개의 수소 원자와 하나의 산소 원자로 구성된 물은 전기 음성이기 때문입니다. 전기 음성 원자는 원자의 한 쪽이 부분적으로 양전하를 띠고 다른 쪽이 부분적으로 음전하를 가지기 때문에 전자를 그 자체로 끌어당길 가능성이 더 높습니다. 반대 전하를 띤 면은 자연스럽게 서로 끌어당겨 약한 수소 결합을 형성합니다. 그렇기 때문에 물은 스스로 흐를 수도 있고 서로 결합할 수도 있습니다. 물은 끊임없이 이러한 결합을 형성하고 끊습니다.

이러한 결합은 액체 물의 비열이 높은 이유이기도 합니다. 물을 가열하는 데 사용되는 모든 에너지는 결합을 끊는 것과 물을 가열하는 것 사이에서 나누어집니다. 이것 때문에, 물을 가열하는 데에는 다른 물질보다 더 많은 에너지가 필요합니다.

예를 들어, 화창한 날 해변에 있다면 모래는 걷기에 꽤 뜨겁지만 얕은 곳에서도 물은 항상 시원하게 느껴진다는 것을 알게 될 것입니다. 모래는 비열 용량이 더 낮기 때문입니다. 즉, 온도를 1도 높이는 데 필요한 에너지가 더 적습니다. 물은 열용량이 크기 때문에 온도를 1도 올리려면 더 많은 에너지가 필요합니다. 태양은 다소 일정한 비율의 에너지를 방출하여 모래를 더 빨리 가열하고 물을 더 천천히 가열합니다.

모래는 물보다 비열이 훨씬 낮습니다. 그래서 모래가 그렇게 빨리 뜨거워지는 것입니다!

자바의 for 루프

비열표

줄과 칼로리에 아직 익숙하지 않다면 이 숫자가 다소 추상적으로 보일 수 있습니다. 이 표를 보고 줄과 칼로리에 따른 몇 가지 일반적인 비열에 익숙해지고 이를 이러한 물질이 어떻게 가열되는지 알고 있는 것과 비교해 보세요!

무엇 향후 계획?

물과 관련된 과학 지식을 더 많이 배울 준비가 되셨나요?자세히 알아보기 물 흡수 화합물(적절하게 명명된 수화물) 그리고 물의 밀도 .

물의 비열이 화학에 대한 열정을 불러일으켰다면 AP 화학이 당신에게 적합할 수 있습니다! 이것을 확인해보세요 AP 화학 강의 계획서 어떤 주제를 다룰 것인지 자세히 알아보세요.

아니면 이미 AP 화학 분야에 있고 시험에서 좋은 성적을 거두는 방법에 대한 몇 가지 팁과 요령을 찾고 있을 수도 있습니다. 이것을 확인해보세요 AP 화학 시험 안내 당신이 알아야 할 모든 것을 위해!

시험에 대한 준비가 아직 되지 않았지만 AP 화학 과정에서 약간의 추가 향상이 필요한 경우, 이 AP 화학 학습 가이드가 바로 여러분이 찾고 있는 것일 수도 있습니다.