물리1- 역학적 에너지(열과 에너지)

역학적 에너지 보존

일
( 1) 힘의 방향과 물체의 이동 방향이 평행할 때 : 물체가 힘 F의 방향으로 거리 S만큼 이동했을 때 힘이 w 만큼에 일을 했다고 한다.

2. 열에너지: 발전소에 서고 온, 고압의 증기로 터빈을 돌려 발전한다. 이처럼 터빈을 돌리는 일을 하는고 온, 고압의 증기가 갖고 있는 것과 같은 에너지를 열에너지라고 한다.
3. 운동에너지: 운동하고 있는 물체가 가지고 있는 에너지

6. 퍼텐셜에너지 : 미래에 기대되는 에너지
(1) 중력퍼텐셜에너지: 기준면으로부터 질량이 m인물체가 높이 h에서 갖는 중력 퍼텐셜에 너 지는 mgh이다

2) 탄성퍼텐셜에너지: 탄성이 있는 탄성체가 변형될 때까지는 에너지
1. 탄성력: 탄성력의 크기 F는 용수철의 변형된 길이 2에 비례하고, 탄성력의 방향은 변형된 방향과 반대이다.

역학적 에너지보존
1. 역학적 에너지: 물체의 운동에너지와 퍼텐셜에너지의 합 * 역학적 에너지는 물체에 보존력 이외의 힘이 일하지 않을 때보존된다.
2. 중력이 작용할 때의 역학적 에너지보존법칙

5. 역학적 에너지가 보존되지 않는 경우
( 1 ) 손을 서 로 비 비 거 나 나 무 토 막을 책 상 면에 문 지 를 때 마 찰에 의 해 손과 물 체 가 따 뜻 해 진 다. 즉, 마찰력이 하는 일만큼 열에너지가 발생한다.
역학적에너지는열에너지를비롯해소리나빚과 같은 다른 형태의 에너지로도 전환된다.
하지만 에너지는 생성되거나 소멸하지 않으며 다른 형 태의에너지로 전환된다.


지로전환된다.
(2) 역학적 에너지가 보존되지 않는 운동의 예: 높은 곳에서 공을 가만히 놓으면 공이 튀어 오르는 높이는 점점 낮아진다.
1. 공의 역학적 에너지
마찰 또는 공기저항에 의해 열에너지등으로 전환되어 보존되지 않는다.
2. 전체에너지
공의역학적 에너지와 전환된 에너지의 합은 일정하게 보존된다


일과내부에너지
1. 열: 고온체에서 저온체로 이동하는 에너지
(1) 열운동: 원자 또는 분자가 불규칙하게 운동하는 것
(2) 열량:이동한열의 양, 열량의 단위는 kcal이며, Ikcal는 물 1kg을 I°C높이는데 필요한 열량이다.
(3) 열의 일당량:에너지의 단위는 J(줄)이며, 1 kcal의 열량이 약 4200J과 같다. 이를 열의일당량 이 라 한 다.

(1) 기체의 운동에너지와 절대온도의 관계: 기체분자의 운동에너지의 평균값 또는 절대온도 T에 비례한다.
1. 분자운동이 느리다. -> 온도가 낮다.
2. 분자운동이 빠르다.->온도가 높다.
( 2) 이 상 기 체 의 내 부 에 너 지 : 이 상 기 체 의 내 부 에 너 지 U는 기 체 분 자 의 수 N과 운 동 에 너 지 의 평균값 E 에비례한다.

2. 열과 에너지
1. 열역학 제1법칙: 외부에서 기체에 가해준 열량 Q는 기체가 외부에 한일 W와 기체의 내부에 너지의증가량AU의합과같다.
- 열에너지와 역학적 에너지를 포함한 에너지보존법칙이다.

가역과정과 비가역과정
(1)가 역과정:처음의 상태로 되돌아가는 과정
(2) 비가역과정: 한쪽방향으로만 일어나 스스로 원래의 상태로 되돌아갈 수 없는 과정

2. 엔 트로피 : 입자들의 무질서한 정도
# 온도가높아빠르게운동하는기체분자는느리게운동하는기체분자보다엔트로피가크다.
3. 열역학 제2법칙
(1) 자연현상은 엔트로피( 무질서도) 가증가하는 방향으로 만진 행한다는 법칙이다.
(2) 열은 항상 고온에서 저온으로 이동한다.
(3) 열을 얻어 모두 일로 바꾸는 장치는 존재할 수없다.
(4) 정해진두온도 사이에서 작동하는 어떤 열기관도 카르노기관보다 열효율이 더 클 수없다.


1. 열기관 •
(1) 열기관: 외부로부터 받은 열에너지를 유용한 에너지로 전환하는 기관
증기기관, 디젤기관, 가솔린기관, 스털링엔진, 불꽃점화기관등
( 2 ) 내 연 기 관 : 연 료 의 연 소 가 열 기 관 의 내 부 에 서 이 루 어 져 연 소 기 체 가 직 접 일 을 하 는 방 식 으 로 열에너지를 일로 바꾸는 열기관의 일종이다.
(3) 열펌프: 저온의 열원에서 열을 빼내어 고온의 열원으로 방출하는 열기관
(4) 스털링엔진: 온도차를 주어기체가 압축, 팽창을 순환하여열에너지를 운동에너지로 바꾸는 장치