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과학

온도

온도과학
영문명
Temperature
SI 기본 단위
켈빈(K)
섭씨와의 관계
T(K) = t(°C) + 273.15
같은 크기의 온도 차
1 K와 1 °C
관련 개념
열평형과 내부 에너지
온도는 열적 상태를 나타내는 물리량으로, 열평형과 열이 자발적으로 전달되는 방향을 설명하는 데 쓰인다. 물체가 가진 에너지의 총량과는 구별한다.

같은 온도라는 뜻

서로 열을 교환할 수 있는 두 계가 열평형에 있으면 같은 온도로 나타낸다. 제3의 계를 이용해 온도를 비교할 수 있다는 관계가 온도계의 바탕이다.

손의 감각은 접촉한 물질의 열전도와 피부 상태에도 영향을 받는다. 같은 실내에 둔 금속과 나무의 촉감이 다르다는 이유만으로 두 물체의 온도가 다르다고 단정할 수 없다.

총에너지와의 차이

온도는 물체의 크기에 단순 비례하는 양이 아니다. 같은 상태의 물을 더 큰 용기에 많이 담는다고 해서 그 사실만으로 온도가 높아지지는 않는다.

내부 에너지는 물질의 양과 종류, 상태 등에 따라 달라진다. 따라서 온도 하나만 알고 서로 다른 물체가 가진 내부 에너지 전체를 비교할 수는 없다.

켈빈과 섭씨

열역학적 온도의 SI 단위는 켈빈이다. 현대의 켈빈 정의는 볼츠만 상수의 값을 고정하는 방식에 기초한다. 물의 삼중점만을 기준으로 설명하는 과거 정의와 구별해야 한다.

섭씨온도는 켈빈으로 표시한 온도에서 273.15를 뺀 값이다. 두 눈금의 영점은 다르지만 같은 변화량을 나타내므로 온도 차 10 K는 10 °C의 차이와 같다.

측정할 때의 조건

온도계는 대상과 상호작용하고 반응하는 데 시간이 걸린다. 표면의 온도와 내부 온도가 다르거나 공간에 온도 구배가 있으면 측정 위치도 결과에 영향을 준다.

입자의 평균 운동 에너지와 온도를 연결하는 단순한 설명은 이상 기체 등 특정 모형에서 특히 유용하다. 모든 물질과 비평형 상태를 그 관계 하나로 설명해서는 안 된다.

관련 문서

열 / 열역학 / 에너지