아마 저번에 비열을 설명한 글을 읽은 사람 중에 이해가 안가는 부분이 많이 있을꺼야. 그렇지... 후훗 아직도 비열을 어떻게 구하는 것인지 헷갈리는 사람도 있을테고, 열량을 구하는 방법을 갑자기 “비열 × 질량 × 온도변화”이라는 이상한 공식을 내미니 ‘뭐야 이건~~!!’하는 사람도 있을거구.
오늘 설명을 잘 들어봐 그럼 아마 조금 더 이해 할 수 있을 거야. 알겠지.
먼저 열량을 구하는 공식인 “비열 × 질량 × 온도변화”을 보자.
열량이라는 것은 결국 어떤 물질을 가열할 것인지, 얼만큼 데울 것인지(양을 얼마나), 몇도만큼 올릴꺼냐(얼마나 뜨겁게 할 것이냐)의 문제야. 그러니 공식으로 만들면
열량 = 비열 × 질량 × 온도변화 가 되는 거야.
여기서 아마 질량이나 온도변화는 이해가 될 테인데 비열이 왜 ‘어떤 물질을 가열한 것인지’에 해당하는지 이해가 안 갈꺼야. 비열을 앞에서도 설명을 했었는데 물질마다 가지고 있는 비열이 다 다르다고 했었지. 그래서 비열은 물질을 구별하는 특성이라고 했어. 그러니 “어떤 물질을~” 이라는 것이 바로 비열에 해당하는 것이야. 다시 공식을 적어볼게.

열량 = 비열 × 질량 × 온도변화

위 공식에서 우리는 비열을 구하는 공식을 만들어 볼 수 있어. 공식을 거꾸로 적어 볼게
비열 × 질량 × 온도변화 = 열량

여기서 비열을 알기 위해서는 질량과 온도변화를 제거하면 되는 거지. 질량과 온도변화를 제거하려면 1/(질량 × 온도변화)을 양변에 곱해주면 되겠지. 그럼 오른쪽 side는 비열만 남겠지. 다시 정리를 해 볼게.
비열 = 열량 × 1/(질량 × 온도변화)
고로,
비열 = 열량 / (질량 × 온도변화)
자 이렇게 비열을 구하는 공식을 구할 수 있겠지. 아주 간단한 거야. 그러니 열량은 kcal 이고, 질량은 kg 그리고 온도변화는 ℃가 되니깐
비열의 단위가 kcal/kg·℃ 이 되는 거야.

뭔가 계속 수학적으로 계산하니깐 어렵다고 하는 사람도 있겠지만, 조금만 생각해보면 그렇게 어렵지 않아. 이젠 저번 시간에 했었던 “금속이 잃은 열량 = 물이 얻은 열량”이 좀 더 이해가 될꺼야.

문제 하나 풀어볼까? ‘헐 문제 풀지 말라면서요~~’라는 말이 들리는 듯하네. 문제는 풀어야 해. 그래야 자신이 이해한 것이 확실한지 아닌지를 확인 할 수 있고, 또한 가장 중요한 이유인 머릿속을 교통정리 할 수 있다는 것이지. 공부한 것이 세분화 돼서 각각의 방에 속속 들어 갈 수 있다는 말이야. 머릿속을 논리적으로 세분화하는 데에는 문제풀기 만큼 좋은 것이 없어.

(문제-1)
물 200g과 물 400g이 담겨 있는 비커를 같은 세기의 열로 같은 시간동안 가열 할 때 물 200g의 온도변화가 20℃였다. 이때 물 400g의 온도변화는 몇 ℃인가?

(풀이)
바로 풀이를 보면 안되고 한번 지금까지 공부한 것을 생각을 해봐야지. 자 지금문제는 온도변화에 관한 문제인데...상식적으로 생각을 해 보자고. 양이 많은 놈이 빨리 끓을까 아니면 적은 놈이 빨리 끓을까? 당연히 적은 쪽이 빨리 끓겠지? 그리고 같은 종류인 물이야. 그렇다면 온도변화는 질량에 반비례한다는 것을 빨리 눈치챌 수 있을꺼야. 그렇지!! 그럼 답은 10℃이지.

(문제-2)
비열이 0.09kcal/kg·℃인 구리 1kg의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량은?

(풀이)
어떤 물질 1kg의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량이 바로 비열이야. 그러니 이 구리의 비열이 0.09kcal/kg·℃ 이면 구리 1kg의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량은 당연히 1kcal인 거지. 조금 더 어려운 문제를 볼까?!

(문제-3)
비열이 0.09kcal/kg·℃인 구리 500g의 온도를 20℃에서 100℃ 로 올리는데 필요한 열량은?

(풀이)
열량의 공식이 기억나나? 열량은 비열 × 질량 × 온도변화 였었지.
구리의 비열: 0.09kcal/kg·℃
구리의 질량: 500g = 0.5kg
온도 변화: 100℃ - 20℃ = 80℃
고로 전부 곱하면 3.6kcal


오늘은 이정도만 하고 다음에 또 보자구...^ ^*