홈›고등학교 과학 · 물리›힘과 에너지 · 열기관과 효율
고등학교 물리학 · 힘과 에너지 · 열기관과 효율

열에서 일로, 열기관과 영구기관

뜨거운 곳에서 받은 에너지로 어떻게 기계를 움직일까요? 유용한 일과 버려지는 열을 구별하고, 서로 다른 영구기관의 주장을 조건으로 따져봅니다.

이 레슨에서 해볼 일

예상하고 관찰해 보기
먼저 볼 개념과 교과 연결

현재 교과의 개념을 연결합니다.

  • 2022 개정 · 고등학교 물리학: 12물리01-06열원·작동 장치·방열원과 열에서 역학적 에너지로의 전환 효율을 정성적으로 다룹니다. 제1종·제2종 영구기관의 주장을 에너지 총량 및 반복 운전 조건으로 구별합니다. 열역학 순환·열량 차·백분율 열효율·카르노/엔트로피 계산은 요구하지 않습니다. 교사 최종 검토 대기인 성취기준 일부 저작입니다.

교육과정 원문 대조 기준이며 교과서 진도와 교사 최종 검토는 확인 중입니다.

기본 목표 문제0/3 확인

대표 목표를 확인하는 문제입니다. 선택 심화는 별도로 도전할 수 있어요.

전체 진도0%

개념 카드는 읽은 만큼, 문제는 맞힌 만큼 올라갑니다. 이 기기에만 저장됩니다.

01열기관을 에너지 흐름으로 보기

받은 열 가운데 일부는 유용한 일이 되고 일부는 주변으로 전달됩니다.

열원·작동 장치·방열원

은 뜨거운 에서 에너지를 받아 일부를 역학적 일로 바꾸는 장치입니다. 반복해 운전하는 동안 작동 장치는 처음 상태로 돌아오고, 일부 에너지는 더 차가운 으로 전달됩니다. 증기 터빈을 돌리는 발전 장치가 한 사례입니다.

뜨거운 열원열기관유용한 일차가운 방열원받는 열출력내보내는 열
은 없어진 에너지의 자리가 아니라 전달받은 에너지가 가는 곳입니다. 화살표 길이는 에너지 양을 뜻하지 않습니다.

유용한 일과 폐열

흐름발전 장치에서의 사례
에서 받음고온의 증기 등이 작동 장치에 에너지를 전달
유용한 일터빈을 돌려 발전기를 구동
으로 전달냉각수·주변 공기 등이 에너지를 받음

원하는 일로 쓰이지 않고 내보내는 열을 이라고 부릅니다. 폐열도 에너지이며 주변을 데울 수 있습니다. 에너지가 보존된다는 사실과 받은 열이 모두 유용한 일이 된다는 주장은 서로 다릅니다.