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음향에 관하여 About Acoustic 음향학(acoustics): 물질 입자의 진동에 의해 파동 에너지가 발생하는 데, 이때 전달, 수신되는 모든 물리학적 현상을 연구하는 학문 음향학이 다루는 분야는 (1)소리, (2)초음파, (3)초저음파(물리적 상(phase)에 나타나는 모든 역학적 파동) 등이다. 음향의 생물학적 분야로 청각(hearing)은 음향이 다루는 대표적인 주제 인 소리 음파를 어떻게 지각하는 지 연구한다. ​ 음향의 acoustic은 그리스어 '듣다(akouein'’에서 유래한 단어로, 기계적 진동에 의한 음파 효과 및 음질을 가리킨다. ​ 소리 소리 또는 음(sound)은 공기 또는 막 등의 여러 매질(medium)의 진동을 통해 전달되는 종파[그림 1]를 뜻하고, 일상생활에서는 사..

열역학 제1법칙 The First Law of Thermodynamics 열역학 제1법칙: 에너지 보존법칙의 특수한 경우로, 열역학적 계에는 내부에너지의 변화만 일어나며 에너지는 열과 일에 의해서만 전달된다. 열역학 제1법칙 | The First Law of Thermodynamics ■ 물리량 ΔU: 열역학적 계가 가진 내부에너지 Q: 열역학적 계로 출입하는 열 W: 열역학적 계'가' 하는 일 ​ 열역학 제1법칙은 [그림 1]과 같이 열역학적 계(기체)가 주어가 되어 (1)이것의 내부에너지 변화량이 (2)시스템이 하는 일과 (3)시스템으로 출입하는 열 값에 의해 결정됨을 뜻한다. 기체의 내부에너지 변화는 기체 시스템으로 유출, 유입된 열 Q와 기체 시스템이 한 일 W에 의해 결정된다. ⇒ 기체 시스템에..

일과 열 Work and Heat 먼저, 열역학적 과정에서 일은 '팽창일'과 '비팽창일'로 크게 분류된다. 팽창일: 기체의 부피가 팽창하면서 전하는 일, 기체가 압축될 때는 압축일이라고도 불린다. 비팽창일: 전기적인 일 또는 화학적 퍼텐셜에 의한 일 ​ 열역학에서의 계의 상태는 압력, 부피, 온도 및 내부에너지와 같은 변수(상태변수)들로 기술된다. 에너지가 계의 경계를 통해 전달되는 과정에 있다면 비고립계 조건의 에너지 분석모형 식을 활용하고, 우변에 해당하는 항을 전달변수(transfer variable)로 간주해야 한다. 경계를 통하는 에너지 전달은 계의 변화를 나타내기 때문에, 계의 주어진 상태가 아닌 계의 상태 변화와 관련된다. [그림 1]과 같이 피스톤으로 부피를 조절할 수 있는 원통 속에 든 ..

몰 수와 아보가드로 수 Avogadro's Number 몰(mole): 순수한 화학원소에서부터 화합물까지 1몰 단위에는 모두 같은 수의 분자가 들어있다. ​ 이탈리아 샤르데냐 왕국 출신의 화학자 아보가드로는 자신의 이름을 딴 아보가드로의 법칙 이외에도 (1)몰의 개념과 (2)분자설을 함께 주장하였다. ​ 아보가드로 수(Avogadro's number, constante di Avogadro): 1몰의 정확한 정의로, 1몰이란, 원자량이 12인 탄소 0.012kg에 들어있는 원자수와 같은 수의 물질의 양이다. ​ 그리고 아보가드로 수를 사용하여 몰 수 n을 표현하면 다음과 같다. N은 실제 물질의 주어진 양이다. 이를 아보가드로 수로 나누면 몰 수 n을 계산할 수 있다. ​ 다음 [열역학_06. 열역학 법..

실제 기체와 반데르발스 방정식 Real Gases and Van der Waals's Equation [열역학_06. 열역학 법칙: 이상기체 상태방정식]에서 배운 내용을 토대로 우리는 이상기체의 특징에 대해서 다음과 같이 정리할 수 있다. ​ https://blog.naver.com/sortie0228/223258881819 [물리학-열역학] 06. 열역학 법칙: 이상기체 상태방정식 | Fundamental of Thermodynamics: The Ideal-gas Equation 이상기체 이상기체(ideal gases): 기체의 상태방정식(equations of state)에 완벽하게 기인하여 거동하는 ... blog.naver.com ​ 이상기체는 기체 분자 간의 인력이 작용하지 않고, 기체 분자 자..

이상기체 Ideal Gases 이상기체(ideal gases): 기체의 상태방정식(equations of state)에 완벽하게 기인하여 거동하는 기체 ⇒ 여러 물질 상태들 중 가장 단순하여 이해하기 쉽다. 상태변수(state variables): 물질의 상태를 양적으로 나타내는 변수로 (1)압력 p, (2)부피 V, (3)온도 T, 그리고 (4)물질의 양(미지의 몰 수) n이 있다. ​ 물질의 부피는 압력, 온도, 물질의 양에 의해 결정된다. ⇒ 상태변수는 다변수함수이다. 부피를 결정하는 인자들을 독립적으로 변화시킬 수 없다. ⇒ 온도를 증가시키면 부피뿐만 아니라 압력도 함께 커진다. 상태변수의 관계를 상태방정식으로 간단히 표현할 수 있다. ​ 이상기체 상태방정식 The Ideal-gas Equatio..

운동량에 관하여 About the Momentum 운동량(momentum): 물체의 운동을 지속시키게 하는 물리량, 운동하는 물체의 경우 운동량 때문에 물체는 정지 상태에 도달하기 어렵다. 라틴어 movimentum이 어원으로, 의미는 '움직임'이다. 초기의 운동량은 임페투스(impetus)라는 개념에서 출발했으며, 수 세기 동안 그 개념이 발전되면서, 현재 물리학에서는 '운동의 세기'의 개념으로 물체의 질량 × 물체의 속도로 정의한다. ​ 물체의 선운동량 | Linear Momentum ■ ​ 질량이 m_1, m_2인 두 입자가 속도 v_1, v_2로 동시에 움직이는 고립계를 떠올려보자. 계는 고립계이므로, 한 입자 A에 작용할 수 있는 유일한 힘은 다른 입자 B가 그 입자 A에 작용하는 힘 뿐이다. ..

에너지 복습 Review on Energy 에너지: 일을 할 수 있는 능력 표현 일: A가 B에게 W만큼의 일을 한다. 이때 W>0이면 A의 에너지는 W만큼 감소(W0)한다. 일의 증감 표현은 '...에게'의 목적어가 기준이다. 에너지: A의 에너지는 E만큼을 가진다. ​ 일은 반드시 상호작용의 두 대상이 존재하는 반면, 에너지는 하나의 대상(상태)만을 표현한다. A가 B에게 W만큼의 일을 한다고 했을 때, 에너지 표현은 다음과 같다. W>0: A의 에너지는 감소하고, B의 에너지는 증가한다. W

질량 분포에 따른 가우스 법칙 Applications to Mass Distributions 가우스 면의 설정에 따라 가우스의 법칙은 다양한 결과 식을 갖는다. 가우스 법칙은 장의 크기가 일정하고 원천 또한 일정한 밀도를 가질 때 적용 가능하다. 중력장의 방향과 면 법선의 방향이 평행하는 경우, 중력선속의 스칼라곱은 gA이다. ⇒ cos0=1, 최댓값 중력장의 방향과 면 법선의 방향이 수직하는 경우, 중력선속의 스칼라곱은 0이다. ⇒ cos90=0, 최솟값 ​ 가우스 법칙으로 표현한 일정한 크기의 중력장 ​■ ​ 구 질량분포 구 질량분포의 중력장을 가우스 법칙으로 계산해보자. ​ 구 외부, 한 점에서의 중력장 크기 ​ q.e.d 물리량 G: 만유인력 상수 m_encl: 가우스 표면에 갇힌 원천 질량 R:..

[고전역학_중력장과 중력선속]에서 (1)만유인력의 법칙으로 부터 유도한 중력장 식과 (1)중력선속 식을 차례로 배웠다. ​ 중력장 벡터 ■ 물리량 m_source: 원천 질량 단위벡터 r: 원천 질량에서 시험 질량으로 향하는 단위벡터 r: 원천 질량과 시험 질량 사이에 떨어진 거리 (-)부호: 중력장에 의한 상호작용인 '중력'은 항상 인력이다. cf. 전기장에서는 원천 전하와 시험 전하의 각 부호성에 따라 인력 또는 반발력이 결정된다. ​ 즉, 중력장 벡터의 음수 부호 자체가 어떤 시험 질량이 와도 '인력'의 힘 형태를 가질 것임을 반영한다. ​ 중력선속 ■ 중력선속의 크기는 중력장 g와 면벡터 A(또는 면과 수직한 단위벡터 n) 사이의 각도 θ에 의해 최댓값과 최솟값이 결정되는데, 기존의 중력선속 식의..