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18/01/02 11:40
흠 주변 모든 상황이 완벽히 통제되어 같다고 할 경우 1번 역시 시간당 온도 변화량은 같을 것 같은데요.
1번의 경우는 주변으로 열 전도가 얼마나 잘 되는가가 관건인데 (결국 ‘식는다 = 열을 빼앗긴다’ 이니까요), 1번에 예시해 두신 상황은 주변의 열을 전도하는 매개가 공기일 겁니다. 2번과 비교해 보았을 때, 2번의 시간당 속도 감소량(가속도)이 같다면 두 물체 역시 시간당 속도 감소는 같을 겁니다. 같은 저항이라는 조건이 좀 애매하지만요. 정리하면, 1번의 시간당 열 전달은 주변 물질의 열 전도율 및 물질 자체의 조건(공기의 온도라든지)이라는 요소가 하나 더 있어요. 2번은 다소 이상적인 상황(차이는 오직 현재 속도만이라고 명시하셨으니)을 명시하셔서 비교가 어려울 것 같네요. 저도 공부한지 한참 돼서 맞는지는 장담 못하겠네요. 다른 분들이 저 자세한 설명 주시기를 부탁드립니다.
18/01/02 12:24
(수정됨) 열 전달에는 3가지 방식이 있습니다: 복사, 대류, 전도
물의 온도 에너지가 공기중으로 퍼지려면 먼저 유리컵 내에서 대류나 전도를 통해 유리로 전달이 되고 유리내 열이 다시 공기중에 대류로 전달될 것같습니다. 가장 역할이 큰 것은 역시 대류일 것같은데요. https://youtu.be/mzTnuddE30M 대류부분 참고하시면 좋을 것같네요. 외기 온도랑 열전도율은 hA(T-Tf) 로써 외부온도가 변하지 않으면 열전도률이 꾸준히 줄어들죠. 2. F=ma 에서 시작하시면 됩니다. 마찰을 제외하면 힘이 없는 경우 물체에 가해지는 가속력은 동일합니다. 대신에 속도가 0으로 떨어지는 시간은 빠른쪽이 더 오래 걸리겠죠. (간단히 생각해서 풀브레이크로 100km/h로 가던차를 0으로 세우기와 50km/h으로 가던차를 0으로 세우기) a = 속력 감소값 / 시간차이 이라 생각한다면 속력감소값은 꾸준히 동일할 것같아요. 가속도가 동일하니까...
18/01/02 13:39
최대한 간결하게 설명드리면, 열 전달(교환)은 [주변과의 온도차]에 비례하고, 속도 변화는 [저항력, 마찰력]에 비례합니다.
따라서 1번은 다르고, 2번은 같다가 정답입니다. 조금 더 자세하게 설명을 드리면, 운동에너지변화(2번)는 물질과 물질(타이어와 브레이크)사이의 1대1 교환입니다. 때문에 뉴턴 법칙(2법칙, F=ma 등)이 그대로 적용됩니다. 그런데 열에너지변화(1번)는 물질 내부에 있는 수많은 원자들의 운동에너지 변화입니다. 개별 운동에너지 변화는 뉴턴 법칙을 따르겠지만, 얼마나 많은 수의 원자들이 변화를 일으킬 지는 확률에 의해 결정되며 이것이 [주변과의 온도차]에 의해서 결정됩니다. 온도차가 작다면 대부분 같은 운동에너지를 가지므로 변화가 일어날 확률이 작습니다. 반대로 온도차가 크다면 상당수의 원자들이 다른 운동에너지를 가지므로 변화가 일어날 확률이 큽니다.
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