온도계측

온도는 우리들의 일상생활과 매우 밀접하게 관 계를 맺고 있는 계측 단위 중에 하나이며, 일상뿐 만 아니라 각종 산업 분야나 거의 대부분의 과학 분야에서 폭넓게 사용되는 측정 단위이기도 하다. 온도는 물체와 물체사이에서 열평형 상태를 이루 려하는 열에 대한 기본적인 물리량으로 정의할 수 있으며, 일반적으로 열이라는 용어와 매우 혼돈하 기 쉽다. 열은 에너지이며, 온도와는 완전히 다른 의미를 가지고 있다. 온도라는 것은 차갑고 뜨거 운 정도를 나타내는 물리적인 량을 나타내는 절대 적인 값이고 열이라 함은 각각의 두 온도에 대한 상대적 차이로 기인된 에너지이다. 같은 상태의 물체 즉 우리들이 흔히 사용하는 물과 같은 것에 대해서 각각의 사람에 따라‘따뜻하다’거나‘미지 근하다’, ‘차다’는 등의 느낌을 이야기한다. 또 완전히 동일한 기온의 상태에서도‘시원하다’또 는‘덥다’는 등의 느끼는 정도가 다양할 수 있다. 이와 같이 각각의 사람에 따라 완전히 동일한 상태의(정확히는 동일한 온도 상태의) 물체에 대 하여, 서로 다르게 느끼는 감각을 객관적이면서 절대적인 값으로 바꾸어서 물체의 차고 더운 정도 를 수치적으로 나타낸 것을 온도라고 한다. 이처럼 각각의 사람이 완전히 동일한 온도의 물 체에 대하여 다른 감각을 느끼는 것은 물체와 접 촉되어 물체와 사람 사이의 온도차이가 엄연하게 존재하며, 각각의 사람마다, 이온도 차이를 검지 하는 능력이 다르기 때문이라고 할 수 있고, 또 물 체가 사람에게 열을 전달하는 속도 즉 열전도율이 라는 것이 물체마다 다르기 때문인 것이다. 열이란 접촉된 두 물체의 온도가 다른 경우 이 동하는 에너지로 온도가 높은 물체에서 낮은 물체 로 흐르며, 열의 많고 적음에 따라 흐른다고 볼 수 는 없다. 다시 말하자면 에너지인 열은 두 물체가 온도차 로 인하여, 보다 더 고온의 물체에서 보다 저온의 물체로 에너지가 이동하게 되는데 이 에너지를 열 이라 한다. 각각의 어떤 온도를 갖은 물질은 온도 를 올리는 데 열이 필요하다. 같은 크기의 열을 가 해도 물질의 종류에 따라 온도가 다르게 올라가는 것을 알 수 있는 데, 같은 태양으로부터 받는 열은 모두 같지만 물질에 따라 온도 차이가 나게 되는 현상은 물질의 비열이 다르기 때문이다. 비열은 어느 물질 1kg의 온도를 1K 올리는 데 필요한 열량을 말하며, 비열이 크면 온도를 올리 기가 어렵고 비열이 작으면 온도를 올리기가 쉽다 는 의미이다. 비 열이 가장 큰 알루미늄의 온도가 가장 적게 올라 가고, 비열이 가장 작은 금의 온도가 가장 많이 올 라가는 것을 알 수 있고, 물은 이러한 금속에 비해 매우 큰 비열을 가지고 있음을 알 수 있다. 결론적으로 동일한 온도로 가열되어 60℃를 나 타내는 각각의 금속이 있고, 또한 동일한 온도라 면 사람은 금속에 대하여 보다 뜨거움을 느끼면서 도 물에 대해서는 보다 시원함을 느끼는 것이 또 한 이 때문이다. 같은 물질이라도 그 양이 다르면 온도를 1K 올 리는 데 필요한 열량이 달라진다. 이렇게 열용량 은 어느 물질의 온도를 1K 올리는 데 필요한 열량 으로 그 단위로는 kcal/K을 사용한다. 그러므로 어느 물질의 열용량은 그 물질의 비열에 질량을 곱하여 구할 수 있다. 한편 온도는 열의 크기 정도를 나타내는 단위로 이해하기 쉬우나 앞서도 이야기 했듯이 차갑고 따 뜻한 정도를 나타내는 온도는 열과는 완전히 다른 각도로 보아야 할 것이다.