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과학

열량 측정

열량 측정과학
영문명
Calorimetry
주요 장치
열량계
관측량
온도 변화
필요한 보정
장치와 시료의 열용량
열량 측정은 과정에서 전달된 열을 정량적으로 알아내는 방법이다. 열량계의 온도 변화와 보정된 열용량을 이용하며 측정 조건에 따라 내부 에너지 변화나 엔탈피 변화와 연결한다.

온도에서 열을 구한다

알려진 열용량을 가진 물체가 받은 열은 그 온도 변화로 추정할 수 있다. 측정 구간에서 열용량 C를 일정하게 볼 수 있다면 q = CΔT를 사용한다. 온도 차이가 같아도 열용량이 다르면 주고받은 열은 다르다.

반응과 열량계의 부호

외부와 열 교환이 무시되는 조건에서 반응이 내놓은 열과 열량계가 받은 열은 크기가 같고 부호가 반대다. 열량계의 유효 열용량이 3 kJ/K이고 온도가 0.4 K 올랐다면 열량계는 1.2 kJ를 받았으며 반응은 그만큼의 열을 내놓은 것으로 계산한다.

정압과 정적 조건

닫힌 계에서 압력과 부피에 의한 일만 고려할 수 있다면 일정한 압력에서의 열은 엔탈피 변화와 연결된다. 부피가 고정되고 다른 일이 없다면 열은 내부 에너지 변화에 해당한다. 커피컵형 열량계와 봄베 열량계는 이러한 조건 차이를 보여 주는 대표적인 장치다.

물의 온도만 읽으면 충분한가

용액뿐 아니라 용기와 주변 장치도 열을 받을 수 있다. 열량계 전체의 열용량으로 보정했는지, 물이나 용액의 기여만 따로 계산했는지 확인해야 한다. 이미 전체 장치를 포함한 보정값에 용기의 기여를 다시 더하면 중복 계산이 된다.

관련 문서

열용량 / 비열 / 열 / 온도 / 엔탈피 / 내부 에너지 / 발열 반응 / 흡열 반응