온도의 물리적 본질

물리학에서는 일반적으로 온도(temperature)를 물체의 찬/뜨거움 정도를 나타내는 데 사용한다. 간단히 말하면,물체의 찬/뜨거움 정도를 온도라고 한다. 미시적인 관점에서 보면, 그것은 물체 내부 분자의 무질서한 운동의 격렬함을 반영한다. 운동이 갈수록 격렬해질수록 온도가 높아진다. 온도는 열역학 시스템의 기본 상태 변수이며, 융해나 증발 등 모든 물질 상태 변화의 법칙을 연구하는 기초가 된다.

생리적 감각의 한계

사람들은 때때로 감각을 통해 물체의 찬/뜨거움을 판단하지만, 이 감각은 정말 신뢰할 만한가? 실험은 촉각이 환경의 대비에 매우 큰 영향을 받음을 보여준다. 예를 들어, 추운 겨울날 동일한 실외 환경에 있는 철 조각과 나무 조각은 온도가 같지만, 철 조각을 만지면 더 차게 느껴진다. 이는 철이 매우 뛰어난 열전도성을 가지기 때문에 손끝의 열을 빠르게 빼앗아 가며 뇌에 오류를 유도하기 때문이다. 이러한 주관적인 불확실성은 우리가 정밀한 측정 도구에 의존해야 함을 결정한다.

측정 도구의 다양성

• 디지털 전자 온도계 (그림 3.1-5)열민저 저항이 온도 변화에 따라 변하는 특성을 이용하여 열 신호를 전기 신호로 변환하여 표시한다.
• 열전대 온도계 (도형 3.1-6)두 종류의 다른 금속이 접촉하면서 생기는 온도차 전위를 기반으로 하며, 고온 산업 측정에 자주 사용된다.
• 적외선 온도 측정기 (그림 3.1-7)물체가 방출하는 적외선을 수신하여 비접촉식으로 측정하며, 방역 및 신속 검사에 널리 사용된다.