에너지와 비열

오늘은 에너지와 비열에 대해 알아보자.
에너지는 열, 기계, 운동, 전기, 자기, 화학 및 에너지와 같은 수많은 형태로 존재할 수 있으며, 이들의 합은 시스템의 총 에너지 E를 구성한다. 시스템의 분자 구조와 분자의 활동 정도에 관련된 에너지의 형태는 미시적 에너지로 불린다. 모든 미시적 형태의 에너지의 합은 시스템의 내부 에너지라 불리고, U라고 표시한다.
시스템의 거시적 에너지는 운동과 관련되어 있고, 중력, 자력, 전기와 표면장력과 같은 일부 외부효과의 영향과 관련되어 있다. 시스템의 운동 결과로 시스템이 보유하는 에너지는 운동 에너지라고 불린다. 시스템의 모든 부분이 같은 속도로 움직일 때, 단위 질량당 운동에너지는 ke=v2/2로 표현되며, 여기서 v는 어떤 고정된 좌표계에 상대적인 시스템의 속도를 나타낸다. 중력장 내에서 시스템의 고도에 따른 결과로 시스템이 보유하는 에너지는 위치 에너지라고 불리며, 단위 질량 기준으로 pe=gz로 표현된다. 여기서 g는 중력가속도이며, z는 임의로 선정된 기준면에 상대적인 시스템의 무게 중심 고도이다.
일상생활에서 지각할 수 있거나 잠재적인 형태의 내부 에너지를 종종 열이라 부르며, 신체의 열 함량에 관해 이야기한다. 그러나 공학에서 이러한 형태의 에너지는 일반적으로 열전달과 혼동을 피하기 위해 열에너지로 부른다. 
에너지의 국제 단위는 줄(J) 또는 킬로 줄(1 KJ = 1000J)이다. 1J은 1N에 1m를 곱한 것이다. 영미 단위계에서 에너지의 단위는 영국 열단위(Btu)이고, 이는 68F에서 물 1 lbm의 온도를 1F 올리는데 필요한 에너지로 정의된다. KJ와 Btu의 크기는 거의 같다. 에너지의 또 다른 잘 알려진 단위는 칼로리이다.
유체 유동과 관련된 시스템의 해석에서 우리는 상태량과 pv의 조합을 자주 접하게 된다. 편의상 이 조합을 엔탈피라고 한다. 유동하는 유체의 에너지 해석에서 유체의 에너지의 일부분으로 유동 에너지를 취급하고, 유체 흐름의 미시적 에너지를 엔탈피로 대표하는 것이 편리하다. 엔탈피는 단위 질량당의 양이며, 따라서 이는 비 상태량임을 주의하라.
자기, 전기 및 표면장력과 같은 영향이 없을 경우에 시스템은 단순 압축성 시스템이라 불린다. 단순 압축성 시스템의 총에너지는 내부, 운동 및 위치에너지의 세 부분으로 구성되어 있다. 단위질량 기준으로, 이는 e=u+ke+pe로 표현된다, 검사 체적을 출입하는 유체는 추가적인 형태의 에너지를 가지며, 이는 유동 에너지이다. 유동하는 유체의 에너지를 대표하기 위해서 내부 에너지 대신에 엔탈피를 이용함으로써 유동 일을 고려할 필요가 없다. 유체를 미는데 연관된 에너지는 엔탈피에 의해 자동으로 고려된다. 사실상, 이와 같은 점이 엔탈피라는 상태량을 정의한 주된 이유이다.