온도의 개념과 단위
개념과 원리
섭씨와 켈빈은 한 눈금의 크기가 같지만 영점이 다릅니다. 정확한 관계는 T(K)=t(℃)+273.15입니다. 온도차에는 영점이 상쇄되므로 20℃에서 30℃로 오른 변화는 10 K입니다. 물의 어는점·끓는점 예시는 압력 조건에 따라 달라집니다.
그림·공식 정리
온도는 물체의 열 정도를 나타내는 물리적 척도로, 열적 상태를 나타낸다.
| 단위 | 기준 | 주요 관계 |
|---|---|---|
| 섭씨온도(℃) | 물의 어는점 0℃, 끓는점 100℃ | 100등분 |
| 켈빈온도(K) | 절대영도 0 K | K = ℃ + 273.15 |
| 화씨온도(℉) | 물의 어는점 32℉, 끓는점 212℉ | 180등분 |
| 랭킨온도(°R) | 절대영도 0°R | °R = ℉ + 459.67 |
온도 변환 공식
℃ = (5/9) × (℉ − 32)
℉ = (9/5) × ℃ + 32
K = ℃ + 273.15
°R = ℉ + 459.67
단위 주의
온도차에서는 1 K와 1℃의 간격이 같지만, 절대온도값 자체는 273.15만큼 차이가 난다.
온도차에서는 1 K와 1℃의 간격이 같지만, 절대온도값 자체는 273.15만큼 차이가 난다.
풀이에 적용하기
25℃는 298.15 K, 77℉입니다. 화씨는 t℉=95×25+32로 구합니다. 랭킨은 T°R=t℉+459.67이므로 77℉는 536.67°R입니다. 문제에서 273 등의 근삿값을 지정하면 그 값을 사용합니다.
헷갈리는 부분
복사식과 카르노 COP에는 절대온도를 사용합니다. 반면 물의 가열량 mcΔt에서 온도차 10℃에 273.15를 더하면 잘못된 결과가 됩니다.