Energy   에너지

(2022-04-09)
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  9. 이동 에너지(열 및 일)
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1. 에너지 (Energy) 하는 능력 또는  발생 능력
     - 즉, 변화를 초래하는/일으키는 능력 (변화의 원인 또는 결과)

  ㅇ 상태를 특징지울 수 있는 물리량(量)
     - 물체의 역학적 특정 상태(위치,운동상태 등)를 나타내는 물리량
     - 열역학적 상태량(압력,온도,부피,에너지 등) 중의 하나

  ㅇ [명칭]  1807년 영국의 과학자 Thomas Young이 만듬
     - 후에, 1852년 캘빈 경이 열역학에서도 이 용어를 사용하자고 제안함


2. ``, `일`, `에너지` 관계 

  ㅇ  dW = F·dl  [Nㆍm]
     - 거리 dl 만큼 움직이게한 ` F`로 행한 ` dW`은 `에너지`로써 저장됨
        . 例) 중력에 대항하는 으로 물체를 들어올리는데 한 위치에너지로써 저장됨


3. 에너지의 단위 : [J(Joule)]

  ㅇ 주로, [J(Joule)] 로써 나타냄
     - 원자 등 미시계에서는, [eV] 등도 사용

  ※ 한편, 일과 열도 에너지와 같은 차원을 갖는 단위를 씀
     - 일(Work)에 많이 쓰이는 단위 : [Nㆍm]
        .  1 [J] = 1 [N m] = 1 [㎏ ㎡/s²] = 1 [Watt s (전기적 일)]
     - 열(Heat)에 많이 쓰이는 단위 : [J(Joule)]
        .  4.184 [J] = 1 [cal,Colorie (식품 열량)] 


4. 에너지의 보존, 종류, 변환, 변환 효율

  ㅇ 에너지의 보존 
     - 에너지는 물리적 과정에서 소멸/생성되지 않고, 다른 에너지 형태로 변환 됨
        . [참고] ☞ 에너지 보존법칙 (Conservation of Energy Principle) 참조

  ㅇ 에너지의 종류 (형태)                         ☞ 에너지 형태 참조
     - 열 에너지, 역학 에너지(운동 에너지,위치 에너지), 전기 에너지, 화학 에너지, 핵 에너지 등

  ㅇ 에너지의 변환 (서로 변환 및 저장 가능)           
     - 기계에너지유체에너지 : 펌프 등
     - 유체에너지 → 기계에너지 : 터빈, 풍차 등
     - 기계에너지열에너지   : 제동장치 등
     - 열에너지기계에너지 : 내연기관 등
     * 한편,
        . 열에너지는, 가장 질이 낮은 에너지 형태 임    ☞ 열역학 제2법칙 참조
        . 전기에너지는, 가장 질 높은 에너지 형태 임
     - 전기에너지기계에너지 : 모터 등
     - 에너지   → 전기에너지 : 태양전지 등
     - 기계에너지전기에너지 : 발전기 등

  ㅇ 에너지의 변환 효율효율성 참조


5. 에너지의 전달

  ※ ☞ 에너지 전달 참조
     - 에너지는, 주로 열과 일이라는 두가지 방법(형태)로써,  간에 전달됨
        . 즉, 열과 일은, 경계 상의 에너지 임

  ※ `에너지`는 상태적이지만, ``과 ``은 경계 현상 임
     - 에너지는, `경로 무관` 이지만 (상태함수), 
     - 열과 일은, `경로 의존` 임 (경로함수)
     * 즉, 열과 일은, 계의 경계에서 만 인식 됨  ☞ 이동 에너지(열 및 일)(Energy in transit) 참조
        . 열 (Heat) : 온도차에 의해, 전달되는 에너지 이동을 나타냄
        . 일 (Work) : 역학운동시, 전달되는 에너지 이동을 나타냄  


6. 에너지의 존속 형태

  ㅇ (거시적 에너지)  역학적 에너지 (Mechanical Energy)  :  운동 에너지 + 위치 에너지
     - 물체 운동에 따른 `운동에너지 K`와 위치에 따른 `위치에너지 U`와의 합
        . 즉,   W = K + U 
        . 통상, 
           .. 운동에너지 K는, 속도함수로, (KE = ½mv2)
           .. 위치에너지 U는, 높이의 함수로써 정의됨 (PE = mgy)

     - 한편, 파동적 에너지 (Wave Energy) 이란?                               ☞ 파동 에너지 참조
        . 에너지를 공간적으로 분포,이동을 가능케하는 물리,수학적 개념 도구 임

  ㅇ (미시적 에너지)  내부 에너지(Internal Energy)
     - 의 내부에 저장된 에너지 
        . 계 내부 입자인 분자,원자들과 관련된 에너지


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