자 이번에는 다른 것을 이야기 해 볼까?!
비열이라는 것이 어떤 물질을 구별할 수 있는 특징이라고 했었지. 즉 물질의 열에 대한 고유한 특성이야. 그래서 어떤 금속을 물속에 넣고서 그 금속의 비열을 알아보니깐 바로 “철”이라는 것을 알아냈어. 그리고 또 모래와 물을 비교하면서 비열이 다르다는 것도 알아봤지.
다시 비열을 보면 비열은 어떤 물질 1kg의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량이야. 그러니깐 그 물질의 딱 1kg을 두고 성질을 파악하는 것이라서 물이 10kg이 있던 100kg이 있던 간에 물의 비열은 무조건 1인 것이지. 하지만 그건 물의 비열이 그렇다는 것이고 실제로 물이 10kg이 있던 100kg의 온도를 올리는데 필요한 열량이 똑같지는 않겠지! 무슨 말인지 알아? 예를 들어 똑같은 물이더라도 10kg과 100kg을 1℃ 올리는데 필요한 열량이 같지는 않아. 물 100kg을 1℃라도 온도를 올릴려면 상당히 오래 끓여야 할걸~~ 그러니 같은 물질이라도 전체의 양, 즉 질량이 다르면 실질적인 열량은 다르지. 그래서 이러한 열량을 열용량 heat capacity 이라고 해. 다시 말하면 어떤 물체의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량을 열용량heat capacity 이라고 하는 거야.
잘 생각해 보면 이 열용량은 온도는 무조건 1℃ 올리는 것인데 문제는 “어떤 물체”인지 그리고 “얼마나 많이~”인지가 문제야. 열용량도 열량이라서 열용량 구하는 공식은 열량과 같아. 하지만 앞서말한 “어떤 물체”인지 그리고 “얼마나 많이~”인지를 잘 고려해야 하지.

다시 열량 구하는 공식을 보자구.
열량 = 비열 × 질량 × 온도변화

여기서 보면 열용량은 무조건 1℃ 올리는데 필요한 열량을 구하는 것이라서 온도변화는 무조건 1℃야. 그리고 “어떤 물체인지”는 바로 비열과 관련이 있지. 그리고 “얼마나 많이~”는 바로 질량과 관련이 있어. 그래서 우리는 열용량과 비열을 먼저 살펴보자구.
이해를 위해 물과 식용류를 한번 보면 물 400g과 식용류 400g은 질량은 같아서 서로 비열이 다르지. 알겠지만 물의 비열이 식용류의 비열보다 커. 그러니 같은 양을 가열한다고 해도 비열이 큰 물이 더 천천히 끓을 꺼야. 즉 온도가 천천히 올라갈 꺼야. 그러니 들어가는 열용량도 식용류보다는 휠씬 많지. 그러니 이게 무슨 말일까? 바로 비열이 클수록 열용량도 크다는 것이지. 비열이 크면 온도를 1℃ 올리는데 더 많은 열용량이 필요하다는 것을 반드시 이해하고 이번에는 열용량과 질량을 보자. 이건 똑같은 물이라도 아까 말한 것처럼 많은 것, 즉 질량이 많은 것이 더 천천히 끓을꺼 아냐. 그러니 비열이 같다고 해서 질량이 큰 것이 열용량이 더 많이 필요하겠지. 매우 쉽지?!
정리하자면, 비열과 질량이 클수록 1℃ 올리는데 필요한 열용량이 더 크다는 것이야. 기억해!

열용량의 공식은 열용량이 결국 열량이니깐 열량 구하는 공식과 같다고 했는데 온도변화가 무조건 1이라고 했지. 그러므로
열용량 = 비열 × 질량 × 1 이야
그런데 1은 있으나 마나이니깐 그냥 “열용량 = 비열 × 질량”
교과서 아니 문제집을 보면 수많은 공식들이 나오는데 그런거 다 암기하지 말고 기본에 충실해야된다고. 쓸데없는 공식 암기해야 기억도 못하고 나도 그런거 잘 모르지만 응용을 해야 머리가 좋아지는 것이고 그래야 진짜 실력이 좋아지는 거야.

그런데 여기 재미있는 것이 있어.
열량은 결국 열용량과 같은 것이라고 했지.
열량 = 열용량

다만 열량은 온도변화에 의해 변하지. 그러니 온도변화라는 변수만 넣어주면
열량 = 열용량 × 온도변화
위 식은 열량은 온도변화가 클수록 열량도 커진다라는 의미를 가지지.
반대로 열용량은
열용량 = 열량 / 온도변화
위 식이 말하는 것은 열용량은 온도변화에는 반비례 한다는 것을 의미해. 신기하지.

여기서 또 이런 것을 살펴보자.
열량의 공식이 비열 × 질량 × 온도변화 였지. 이것을 열용량 공식에 대입을 해보면
열용량 = 비열 × 질량 × 온도변화 / 온도변화
열용량 = 비열 × 질량

위 식은 이렇게 생각해 볼 수 있어. 열용량 = 비열 인데 질량에 따라 달라질 수가 있다는 것이지. 예를 들어 물 200g과 400g이 있다고 하자 비열은 같고 질량은 다르지. 온도를 올리기 위해 열을 가하면 당연히 400g보다 200g이 빨리 온도가 올라가겠지. 빨리 온도가 올라가다는 것은 열용량이 작다는 의미이고 온도변화가 크다는 말이지. 반대로 400g은 천천히 올라가므로 열용량이 크고 온도변화가 작다는 의미일꺼야. Did you understand??
즉 질량이 클수록 열용량도 크고 온도변화가 작다는 의미이지. 다시 말하면 질량이 작으면 열용량도 작고 온도변화는 크다는 말이야.

이번에는 “열용량 = 질량 × 비열”를 생각해 보자구. 질량과 비열의 순서를 바꿔도 열용량이 나오는 것은 당연하지. 다만 해석이 달라질 뿐이야.

위 식은 비열에 따라 열용량이 다르다는 것을 나타내고 있어. 무슨 말이냐면 열용량이란 것이 결국에는 질량인데 비열에 따라 결정된다는 것이지. 알겠어?! 예를 들어 물과 식용류를 비교해보면 둘다 비열이 다르지. 물이 더 크다는 것은 알고 있지?! 그러니 질량을 똑 같이 100g으로 놓고 보자구. 같은 온도로 가열을 하면 누가 먼저 온도가 올라갈까? 당연히 비열이 적은 식용류가 먼저 온도가 올라가겠지?! 반대로 물은 비열이 크니깐 천천히 올라갈테고. 열용량은 어떨까? 비열이 낮아 온도가 먼저 올라간 식용류의 열용량은 낮을꺼야. 반면에 비열이 큰 물은 열용량이 높게 나오겠지.
정리를 하면, 비열이 작은 식용류는 열용량도 작지만 온도변화는 크고, 비열이 큰 물은 열용량도 크지만 온도변화는 작다는 것을 의미하는 것이지. 결론을 내리자면 비열이 클수록 열용량도 커지지만 반대로 온도변화는 작아진다는 거야. 

교과서에 보면 이러한 열용량에 의한 것으로 해륙풍이 나오고 실생활에 이용하고 있는 냄비, 삼겹살 먹는 돌판, 김장독 같은 것이 나오는데 그건 너희들이 알아서 읽고 암기하도록...

난 그만 간다...이거 하느라 솔직히 내 공부는 못하고 있는데 이런 내 심정을 이해한다면 컴퓨터 게임 좀 하지말고, 멍청히 TV좀 그만보고 우리 함께 공부하자구...알았징~~!! ^_^*

kevin