온도의 정의

온도의 정의

온도란 무엇일까?

 우리는 일상 생활에서 온도에 관한 언급을 많이한다. 열에 관한 현상과 기체 분자가 어떻게 운동하는지 이해하기 위해서는 온도에 대한 구체적으로 이해할 필요가 있다. 온도의 개념에 대해 알아보자.

 온도는 일상적으로 어떤 물체가 차갑고 뜨거운 정도를 수치적으로 나타낸 것을 말하며, 과학적으로는 물체를 구성하는 분자의 평균 운동 에너지를 나타낸 것을 말한다. 실생활에서 '뜨겁고 차가운 정도'에 따라서 물체를 구성하는 분자가 운동하는 정도가 결정되기 때문에, 과학적으로는 온도를 분자의 평균 운동 에너지로 나타낼 수 있다.

 온도를 나타내는 척도는 여러가지 있지만, 그 중 실생활에서 가장 널리 이용되는 것이 섭씨온도이다. 섭씨온도란 1기압에서 순수한 물의 어는점을 0, 끓는점을 100으로 하고, 그 사이를 100등분하여 한 눈금을 1°C로 정한 온도를 말한다. 섭씨온도의 단위는 °C를 사용한다.

 앞서, 과학적으로 온도는 물체를 구성하는 분자의 평균 운동 에너지로 나타내는 것이라고 하였다. 이로 부터, 평균 운동 에너지가 한없이 커질 수 있지만, 물체가 더 이상 운동하지 않는 온도보다 온도가 작아지는 것은 모순이 아닌가하는 의문을 제기할 수 있다. 실제로, 물체는 더 이상 운동하지 않는 온도보다 온도가 내려가지 않는다. 기체 분자의 운동 등을 연구하는 과학에서는 물의 어는점을 0으로 하기 보다는, 더 이상 물체가 운동하지 않는 온도를 0으로 하는 것이 바람직하다. 과학에서는 이런 이유로 실생활에서 가장 널리 이용되는 섭씨온도의 기준점만 다른 절대 온도를 활용한다.

 절대온도(켈빈온도, Kelvin temperature)란 이론적으로 분자의 운동 에너지가 0이 되는 온도를 절대 0도라고 하고, 섭씨온도와 같은 눈금 가격을 가지는 온도를 말한다. 절대온도의 단우는 K(켈빈)을 사용한다.

 절대온도는 섭씨온도를 단순히 기준점을 바꾼 것이기 때문에, 섭씨온도와 절대온도 사이에는

와 같은 관계가 성립한다.