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Law of Conservation of Energy
¿¡³ÊÁöº¸Á¸ÀÇ ¹ýÄ¢
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"¿¿ªÇÐ Á¦1¹ýÄ¢" À̶ó°í ÇÏ´Â ¿¡³ÊÁöº¸Á¸ÀÇ
¹ýÄ¢Àº ¿ìÁÖ³»ÀÇ ÃÑ¿¡³ÊÁö°¡ ÀÏÁ¤ÇÏ´Ù´Â °ÍÀ»
ÀǹÌÇÕ´Ï´Ù. ¾î¶² ¹°Ã¼ÀÇ À§Ä¡¿¡³ÊÁö°¡ ¿îµ¿¿¡³ÊÁö³ª
ºû¿¡³ÊÁö ¶Ç´Â ´Ù¸¥ ÇüÅÂÀÇ ¿¡³ÊÁö·Î ¹Ù²ð ¼ö
ÀÖ´Â °Íó·³ ´Ù¸¥ ¹°Ã¼¿¡¼ ¿¡³ÊÁö¸¦ ¾òÀ» ¼ö
ÀÖÀ¸³ª ¿¡³ÊÁö¸¦ âÁ¶Çϰųª Æı«ÇÏÁö´Â ¸øÇÕ´Ï´Ù.
ÀÌ ¹ýÄ¢Àº Áú·®ÀÌ ¿¡³ÊÁö·Î ÀüȯµÇ´Â °ÍÀ» ÀÎÁ¤ÇÔÀ¸·Î¼
¾ÆÀν´Å¸ÀÎÀÇ »ó´ë¼º¿ø¸®¸¦ ±¸Ã¼È½ÃŲ »õ·Î¿î
¹ýÄ¢À¸·Î ´ëÄ¡ µÇ¾ú½À´Ï´Ù.
ÈÇйÝÀÀ Áß ¹ß¿°úÁ¤ÀÌ ÀϾ´Â µ¿¾È¿¡ ºÐÀÚÀÇ
À§Ä¡¿¡³ÊÁö °¨¼Ò´Â ºÐÀÚÀÇ À§Ä¡¿¡³ÊÁö Áõ°¡·Î
¿¡³ÊÁö ±ÕÇüÀÌ ÀÌ·ç¾îÁö´Â ¹ýÄ¢ÀÔ´Ï´Ù.
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Temperature
¿Âµµ |
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¹°Ã¼¸¦ ¸¸Á³À» ¶§ ¶ß°Ì°í Â÷°¡¿î Á¤µµ¸¦ ³ªÅ¸³»´Â
°ÍÀ¸·Î ¿¿ªÇп¡¼´Â ºÐÀÚÀÇ Æò±Õ¿îµ¿¿¡³ÊÁö¶ó°í
Á¤ÀÇÇÕ´Ï´Ù. ¿Âµµ¸¦ ³ªÅ¸³»´Â ´ÜÀ§´Â ¼·¾¾¿Âµµ(Celsius
scale), Ⱦ¾¿Âµµ(Fahrenheit scale), Àý´ë¿Âµµ(Kelvin
scale) µîÀÌ ÀÖ½À´Ï´Ù.
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Celsius Temperature Scale
¼·¾¾¿Âµµ |
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ÀϹÝÀûÀ¸·Î ÈçÈ÷ ¾²ÀÌ´Â ¼·¾¾¿Âµµ´Â 1±â¾Ð¿¡¼
¹°ÀÇ ¾î´ÂÁ¡À» 0¡É·Î, ²ú´ÂÁ¡À» 100¡É·Î ÇÏ¿©
±× »çÀ̸¦ 100µîºÐÇÑ ¿ÂµµÀ̸ç, ±âÈ£·Î´Â ¡É
¸¦ »ç¿ëÇÏ°í ÀÖ½À´Ï´Ù. ¼·¾¾¿Âµµ´Â ½º¿þµ§ÀÇ
õ¹®ÇÐÀÚÀÎ ¼¿½Ã¿ì½º (Anders Celsius, 1701-
1744) À̸§À» µû¶ó ¾²ÀÌ°Ô µÇ¾úÀ¸¸ç, ¼·¾¾(àîä«)´Â
Áß±¹¿¡¼ ¼¿½Ã¿ì½º¸¦ ÇÑÀÚ·Î àîì³áó·Î Ç¥±âÇѵ¥¿¡¼
À¯·¡µÇ¾ú½À´Ï´Ù.
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Fahrenheit Temperature Scale
Ⱦ¾¿Âµµ
|
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1±â¾ÐÀÇ ´ë±â¿¡¼ ¹°ÀÇ ¾î´ÂÁ¡(0¡É)À» 32¢µ,
²ú´ÂÁ¡(100¡É)À» 212¢µ·Î Á¤ÇÏ¿© ±× »çÀ̸¦
180 µîºÐÇÑ ¿ÂµµÀ̸ç, ±âÈ£·Î´Â ¢µ¸¦ »ç¿ëÇÏ°í
ÀÖ½À´Ï´Ù. Ⱦ¾¿Âµµ´Â ¹Ì±¹À̳ª ¿µ±¹¿¡¼ ÁÖ·Î
»ç¿ëÇÏ´Â ¿Âµµ´ÜÀ§·Î 1724³â µ¶ÀÏÀÇ ÆÄ·»ÇÏÀÌÆ®
(Daniel Gabriel Fahrenheit, 1686-1736)°¡
ÃÖÃÊ·Î »ç¿ëÇϱ⠽ÃÀÛÇÑ ¿ÂµµÀÔ´Ï´Ù. Ⱦ¾(ü¤ä«)´Â
ÆÄ·»ÇÏÀÌÆ®ÀÇ Áß±¹½Ä Ç¥±âÀÎ ü¤×Ãú÷å¿¡¼ À¯·¡µÇ¾ú½À´Ï´Ù.
Ⱦ¾¿Âµµ [¢µ] = [¼·¾¾¿Âµµ ¡É] x 1.8 + 32
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Kelvin Temperature Scale
Absolute Temperature Scale
Àý´ë¿Âµµ |
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Ä̺ó¿Âµµ(Ç¥½Ã´ÜÀ§: K)´Â ¹°ÁúÀÌ ¿¿¡³ÊÁö¸¦
ÀüÇô °¡Áú ¼ö ¾ø´Â ÃÖÀú¿Âµµ¸¦ Oµµ(Àý´ë¿µµµ)·Î
ÇÏ¿© ¸¸µé¾îÁø ¿ÂµµÀÔ´Ï´Ù. Àý´ë¿µµµ¿¡¼´Â
¹°ÁúÀÇ ºÐÀڿÀÌ Á¤ÁöµÇ¸ç, ¾çÀÚ¿ªÇÐÀû Ãּҿ¸¸ÀÌ
Á¸ÀçÇÕ´Ï´Ù. Ä̺ó¿Âµµ´Â °úÇп¡¼ ±âº»¿Âµµ´ÜÀ§·Î
»ç¿ëÇÏ°í ÀÖÀ¸¸ç, ¿µ±¹ÀÇ ¹°¸®ÇÐÀÚ Ä̺ó (William
Thomson, 1st Baron Kelvin, 1824 - 1907)ÀÇ
À̸§À» µû¶ó K¶ó°í Ç¥½ÃÇÕ´Ï´Ù.
Ä̺ó¿Âµµ [K] = [¼·¾¾¿Âµµ ¡É] + 273.15
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Heat
¿ |
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¿Àº ¿Àüµµ, ¿´ë·ù, ¿º¹»ç¸¦ ÅëÇÏ¿© Àü´ÞµÇ´Â
¿øÀÚ³ª ºÐÀڿ°ú °ü·ÃµÈ ¿¡³ÊÁöÀÇ ÇÑ ÇüÅÂÀÔ´Ï´Ù.
¿Àº ÀÏ¿¡³ÊÁö ȤÀº ÀÏ¿¡³ÊÁö¿¡¼ ¿¿¡³ÊÁö·Î
º¯È¯µÉ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù. ¿¿¡³ÊÁöÀÇ ´ÜÀ§´Â Joule,
ft¡¤lb, kWh, cal µî ÀÏÀÇ ´ÜÀ§·Î Ç¥ÇöÇÕ´Ï´Ù.
¿À» Á¤·®ÀûÀ¸·Î Á¤ÀÇÇϱâ À§Çؼ ¿·® (Quantity
of Heat)À̶ó´Â ¹°¸®·®À» »ç¿ëÇÕ´Ï´Ù. ¿·®ÀÇ
´ÜÀ§·Î´Â ÀϹÝÀûÀ¸·Î Ä®·Î¸®(calorie, ±âÈ£
cal)¿Í ¿¡³ÊÁöÀÇ °øÅë´ÜÀ§ÀÎ ÁÙ(joule, ±âÈ£
J)·Î Ç¥½ÃÇϸç, 1cal´Â ¹° 1gÀ» 1¡É ¿Ã¸®´Â
µ¥ ÇÊ¿äÇÑ ¿·®ÀÌ°í 1cal = 4.18J ÀÔ´Ï´Ù.
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Heat Capacity
¿¿ë·® |
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¹°Áú 1 gÀ» 1 ¡É ¿Ã¸®´Âµ¥ ÇÊ¿äÇÑ ¿¿¡³ÊÁöÀÔ´Ï´Ù.
J/g ¡¤ ¡É
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Enthalpy
¿£Å»ÇÇ |
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"H" ±âÈ£ÀÎ ¿£Å»ÇÇ´Â "ÇÔÀ¯ÇÏ°íÀÖ´Ù"¶ó´Â
µ¶ÀϾî "Enthalten"À¸·ÎºÎÅÍ À¯·¡µÈ
¿ë¾î·Î¼ (¶§·Î´Â ±×¸®½º¾îÀÎ "Enthalpos"¿¡¼
À¯·¡µÇ¾ú´Ù°íµµÇÔ) ÈÇÐÀ̳ª ¹°¸®Çп¡¼ ¿ÇÔ·®À»
³ªÅ¸³»°í ÀÖ½À´Ï´Ù. ¾î¶² °è¿¡¼ ÃÑ¿£Å»ÇǸ¦
Á÷Á¢»êÃâÇÒ ¼ö ¾ø±â ¶§¹®¿¡ ¹ÝÀÀÀü ¹ÝÀÀ¹°°ú
»ý¼º¹°ÀÇ ¿£Å»ÇǺ¯È·®À» »êÃâÇÏ¿© »óÅ¿¡³ÊÁö·®À»
°áÁ¤ÇÏ°Ô µË´Ï´Ù.
¥ÄH = H (final) - H (initial)
¥ÄH
H (final)
H (initial)
|
: ¿£Å»ÇÇ º¯È·®, kJ/mole or kcal/mole
: »ý¼º¹°ÀÇ ¿£Å»ÇÇ, kJ/mole or kcal/mole
: ¹ÝÀÀ¹°ÀÇ ¿£Å»ÇÇ, kJ/mole or kcal/mole |
¿¹1) ¹ß¿¹ÝÀÀ : ¼ö¼Ò¿øÀڷκÎÅÍ ¼ö¼ÒºÐÀÚÀÇ
Çü¼º (°øÀ¯°áÇÕ)
H¡¤ + H¡¤ ¡æ H-H +435 kJ/mole¡¡ ¥ÄH = -435 kJ/mole
¼ö¼ÒºÐÀÚÇü¼º½Ã 435 kJ/moleÀÇ ¿À» ¹ß»ýÇÏ¿©
ÁÖÀ§¿¡ ÁÖ¾úÀ¸¹Ç·Î »ý¼ºµÈ H2 ºÐÀÚÀÚü´Â ±×
¸¸ÅÀÇ ¿¡³ÊÁö°¡ °¨¼Ò. µû¶ó¼ ¿£Å»ÇÇ°ªÀº À½¼ö°¡
µÊ.
¿¹2) Èí¿¹ÝÀÀ : ¼ö¼ÒºÐÀڷκÎÅÍ ¼ö¼Ò¿øÀÚ·Î
ºÐÇØ (°¡¿ª¹ÝÀÀ)
H-H + 435 kJ ¡æ H¡¤ + H¡¤¡¡ ¥ÄH = -435 kJ/mole
¼ö¼ÒºÐÀÚÀÇ °øÀ¯°áÇÕÀ» ÇØüÇϱâ À§ÇÏ¿© 435
kJ/kgÀÇ ¿À» °¡ÇÏ¿© 2 ¸ôÀÇ ¼ö¼Ò¿øÀÚ·Î ºÐÇØ.
ÀÌ ¶§ ¼ö¼Ò¿øÀÚÀÚü´Â ±× ¸¸ÅÀÇ ¿¡³ÊÁö¸¦ ÇÔÀ¯ÇÏ°Ô
µÇ¹Ç·Î ¿£Å»ÇÇ°ªÀº ¾ç¼ö°¡ µÊ.
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Molar Enthalpy of Fusion
¿ëÀ¶¸ô ¿£Å»
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¿ëÀ¶Á¡À̶õ °íü¿Í ¾×ü»óÅ°¡ ÆòÇüÀ» ÀÌ·ç´Â
¿Âµµ·Î¼ °íü°¡ ´Ü¿°è ³»¿¡ ÀÖÀ» ¶§´Â ¿ëÀ¶Á¡¿¡¼µµ
³ìÁö ¾ÊÀ¸¸ç ¾×ü¸¦ °íüȽÃÅ°Áöµµ ¾Ê½À´Ï´Ù.
GibbsÀÇ ÀÚÀ¯¿¡³ÊÁö °³³äÀ» µµÀÔÇÏ¸é ¿ëÀ¶ÆòÇüÀº
¿ëÀ¶¿¡ ÀÇÇÑ ÀÚÀ¯¿¡³ÊÁö º¯È (¥ÄG melt)°¡ 0ÀÏ ¶§ ¹ß»ýÇÕ´Ï´Ù.
¥ÄG melt = ¥ÄH melt - T¥ÄS melt = 0
¥ÄS melt : °íü°¡ ³ì¾Æ¼ ¾×ü·Î µÉ ¶§ÀÇ ¿£Æ®·ÎÇÇÁõ°¡
¥ÄH melt : À¶ÇØ¿
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Calorimetry
¿·®ÃøÁ¤ |
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¿¿ªÇÐÀÇ ±âº» ÃøÁ¤ ÁßÀÇ Çϳª´Â ÈÇйÝÀÀÀÌ
°è ³»¿¡¼ ÀϾ ¶§ °è°¡ ¾ó¸¶³ª ¸¹Àº ¿À»
¾ò¾ú´ÂÁö ¶Ç´Â ¹æÃâÇÏ¿´´ÂÁö¸¦ ÃøÁ¤ÇÏ´Â °Í
ÀÔ´Ï´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ¿º¯ÈÀÇ ÃøÁ¤À» ¿·®ÃøÁ¤¹ýÀ̶ó°í
Çϸç, ÃøÁ¤ÀåÄ¡¸¦ ¿·®°è(Calorimeter)¶ó°í
ÇÕ´Ï´Ù. ÀϹÝÀûÀ¸·Î »óº¯È¹°ÁúÀº Differential
Scanning Calorimetry ¹æ¹ýÀ¸·Î ¿·®À» ÃøÁ¤ÇÕ´Ï´Ù.
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Differential Scanning Calorimetry
½ÃÂ÷Áֻ翷®¹ý |
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DSC´Â °¡¿ ¶Ç´Â ³Ã°¢ µ¿¾È ¹°ÁúÀÌ Èí¼ö ¶Ç´Â
¹æÃâÇÏ´Â ¿((d¥ÄQ/dt)À» ÃøÁ¤ÇÏ¿© ¹°ÁúÀÇ ¹°¸®Àû
»óź¯È½Ã ¼ö¹ÝµÇ´Â ¿·®À» »êÃâÇÏ´Â ¿·®ÃøÁ¤¹æ¹ýÀÔ´Ï´Ù.
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