열전달이 일어나는 세 가지 방법을 설명해보세요.

열전달의 종류에는전도, 대류, 복사 3가지가 있다.

(1)전도 : 두 물체가 맞 닿아있는 상태에서 온도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 전달되는 것을말한다.

(2)대류 : 기체에서의 열전달 방법으로 데워진 물체가 이동하여 열을 전달하는 방법이다.

(3)복사 : 복사는 우주공간처럼 열전달 매체가 없는 상태에서 열이 전자파의 형태로 열전달 매체를 거치지 않고 직접 전달되는 방법을 말한다.

(1) 전도(Conduction)

물질의 개개 분자를 가지고 있는 운동에너지가 차차 인접한 분자에 퍼져 나가는 현상으로 그 분자 자신은 진동만 일어나고 이동하지는 않는다. 이것은 주로 금속과 같은 고체벽을 통하여 일어나는 열전달 현상이다.

(2) 대류(Convection)

유체의 분자 자신이 이동하여 고온유체와 저온유체가 혼합함으로써 열전달이 일어나는 현상이다. 실내공기를 따뜻하게 하거나 물을 가열하는 것은 주로 대류에 의해서 이루어 진다.

(3) 복사(Radiation)

모든 물체는 절대영도가 아니한 그 온도에 따라 그 표면에서부터 모든 방향으로 열에너지를 전자파로 복사한다. 이 에너지가 공간을 통과해서 물체에 도달하면 일부는 표면에서 반사되고 일부는 물체에 흡수되며 일부는 물체를 통과한다. 이때 흡수 된 에너지는 그 물체의 온도를 상승시킨다. 이와 같은 열전달 현상이 복사이다.

이상 3종의 열전달 방법이 단독으로 일어나는 것이 아니고 동시에 일어난다. 일반적으로 300℃ 이하에서는 복사는 전도나 대류에 의한 열량에 비해 적으므로 이를 무시할 수 있는 경우가 많으나 500℃ 이상이 되면 복사에 의한 열량이 커지므로 고려하여야 하며 1,000℃이상에서는 대류에 의한 열전달을 무시하는 경우가 많다.

참고) 슈테판-볼츠만 법칙

뜨거운 물체뿐 아니라절대온도0K 이상의 모든 물체는 열에너지를 가지고 있어서 열복사를 한다. 물체가 방출하는 복사에너지는 물체의 온도와 표면적, 그리고 표면의 성질에 따라 결정된다. 표면적이 A이고 온도가 T인 물체가 단위시간당 방출하는 복사에너지는슈테판-볼츠만(Stephan-Boltzmann) 법칙으로 구해진다.