비열, 고체의 비열(Dulong, Kopp 법칙)

[비열(kcal/kg℃)]

1kg을 1℃ 상승하는데 필요한 열량

물질의 종류마다 다름

비열의 경로의존성 : Cp > Cv

액체와 고체, 비압축성 유체는 상태에 따른 변화가 없다(Cp≒Cv) 단, 기체는 상태에 따라 비열이 다르다

온도(T)의 함수(실제기체도 온도만의 함수)

비열 大(크다) = 온도변화 B(Bad, 안좋다)

일반적으로 금속비열 小(=전도 G)

분자화합물의 Cp는 각 구성원자 온도 기여도의 합으로 계산

고체와 액체는 현열열량을 측정하여 비열을 얻는다

기체의 경우, 일정압력에서 열용량(Cp)은 일정부피에서 열용량(Cv)보다 항상 크거나 같다

 

★암기법★  비열이 크다 = 1도를 높이기 위해 열 많이! 비열이 작다 = 1℃를 높이기 위해 열 적게!  → 같은 열을 줄 때, 온도변화가 크고 열 전달이 잘 됨 = 전도성이 좋다!   ex) 금속은 금방 뜨거워 진다 = 온도를 높이기 위해 열이 적게 필요 = 비열 작다                                              = 열전달이 잘된다 = 전도성이 크다(전도가 잘된다)

 

 

★공기업 기출문제★

Cp = A + BT + CT2 + DT3 에서 D의 단위는??

해설 Cp는 정압비열로 단위가 cal/kg·K 이다 즉, 오른쪽의 더하는 각각의 덩어리들도 같은 단위! 그러므로 DT^3도 단위가 cal/kg·K 되기 위해서는 D의 단위는 cal/kg·K^4 T의 3제곱이라서 cal/kg·K^3하기 쉬운 함정이므로 조심하자!

 

 

고체의 비열

① Kopp의 법칙

실험값이 없으며 20℃의 몰열용량은 화합물 각 구성원소의 원자 열용량 합

 

② Dulong-Petit의 법칙

원자량 X 비열 = 6.4cal/g(고체 비열)

결정성 고체원소의 그램원자 열용량 일정(분자량 40 이상)

★암기법★  위에 2개가 같은 문제의 보기로 나왔을 때, 자주 헷갈린다.. 공기업에서 실제로 같이  출제한 적도 있다! 먼저 Kopp의 법칙은 Kopp(코프)가 20도만 코 흥! 풀고 끝냈어!! Kopp(코프)가 20도의 열용량만 코 흥! 풀듯이 대충 끝냈어! 이런 의미다.. 외우기 위해선 어쩔수 없다 그러므로 코프(Kopp)가 코 흥! 귀찮아! 그러면 곱하기 보다는 더 쉬운 더하기를 했다!!  즉, 열용량의 합이다 Dulong-Petit의 법칙은 이름에 long이 있다!  long = 길다 = 결정성 고체원소 전체가 이 법칙이 성립되는지(즉, 원자량 X 비열 = 6.4 cal/g 인지)                       확인하기 위해 오래 걸렸어!! 모든 결정성 고체원소가 원자량 X 비열해서 6.4가 나오는지 모두 찾아봤을테니 얼마나 오래 걸렸을까.. 그리고 long은 길다에서 연상해서 크다 = 분자량 40 이상이다.. 화이팅..♡ 나중에 시험장에서 은근 알차다..

 

 

 

 

 

더 자세한 자료들은 아래 링크에서 확인할 수 있습니다! 

https://kmong.com/self-marketing/532464/LshUjjkdwP

화공직 공기업 요약본 - 열역학, 유체역학, 반응공학등 - 크몽