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학부 강의 노트/생활과 기상기후

대기과학 :: 기온과 열전달

by Dr. STEAM 2022. 9. 19.
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1. 온도와 열을 구분하여 설명하시오.

온도는 어떤 것이 얼마나 뜨겁고 차가운지를 우리에게 알려주는 양이다. 반면에 열은 그들 사이의 온도 차이로 인해 한 물체에서 다른 물체로 전달되는 과정에서 발생하는 에너지이다.

 

2. 공기 분기의 평균 속도는 기온과 어떻게 관련 있는가? 
공기나 다른 물질의 온도는 원자와 분자의 평균 속도를 측정하는 것으로, 더 높은 온도는 더 빠른 평균 속도에 해당한다.

 

3. 지구 대기 중에서 열은 (a) 전도, (b) 대류, (c) 복사에 의해서 어떻게 전달되는가?
  (a) 전도: 물질 내에서 분자에서 분자로 열이 전달되는 것.

  (b) 대류: 액체 및 기체에서의 질량 이동에 의한 열 전달.

  (c) 복사: 한 물체에서 다른 물체로의 열 전달은 그들 사이의 공간이 반드시 가열될 필요가 없다.

 

4. 잠열이란 무엇인가?  어떻게 잠열이 중요한 대기 에너지 원천인가? 
   물과 같은 물질을 한 상태에서 다른 상태로 바꾸는 데 필요한 열에너지를 잠열이라고 한다.  수증기가 구름으로 응축될 때, 잠열은 대기 중으로 방출된다.  이것은 뇌우나 허리케인과 같은 폭풍우에서 엄청난 양의 열을 제공한다.

 

5. 켈빈 온도 와 섭씨 온도의 차이는?
   켈빈 눈금의 각도는 섭씨 1도와 정확히 같은 크기이며, 0 K의 온도는 -273°C와 같다. 섭씨 273도를 더하면 °C에서 K로 변환할 수 있다.

 

 

7.물체의 온도는 그 물체가 방출하는 복사량에 어떻게 영향을 미치는가? 
  물체의 온도는 물체가 방출하는 방사선의 파장에 직접적인 영향을 미치며, 물체의 온도가 높을수록 방출되는 방사선의 파장은 짧아진다. 마찬가지로, 물체의 온도가 증가함에 따라, 방사선의 피크 방출은 더 짧은 파장으로 이동한다. 이러한 온도와 파장의 관계는 독일의 물리학자 빌헬름 빈 (1864–1928)의 이름을 따서 빈의 법칙* (또는 빈의 변위 법칙)이라고 불린다. 또한 온도가 높은 물체는 온도가 낮은 물체보다 높은 속도 또는 강도로 방사선을 방출한다. 따라서, 물체의 온도가 증가함에 따라 매초 더 많은 총 방사선이 방출된다. 이 온도와 방출된 방사선 사이의 관계는 요제프 스테판 (1835–1893)과 루트비히 볼츠만 (1844–1906)의 이름을 따서 스테판-볼츠만 법칙*으로 알려져 있다.

 

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