온도

나무위키에 항목이 있는 온도체계
섭씨화씨란씨열씨켈빈

溫度, Temperature

뜨거운 정도, 혹은 차가운 정도를 숫자로 나타낸 것.

온도의 단위로는 섭씨(℃, 攝氏), 화씨(℉, 華氏), 란씨(ﾟR, 蘭氏)두음법칙 적용해서 난씨라고 해야 하는 거 아닌가?, 열씨(°Ré, °Re, °R, 列氏), 절대온도인 켈빈(K, 개씨(開氏)) 등이 있다. 란씨와 열씨는 이 항목에서 접하기 전까지 몰랐던 사람들이 많을 듯. 단위 표시 특수문자도 할당이 안 돼있다. 안 쓰니까 위키피디아를 참조하면 뢰머( °Rø, 나씨(羅氏))[1]나 뉴튼(°N, 우씨(牛氏))[2], 들릴(°D, 덕씨(德氏))[3][4]등의 단위도 있으나 이들의 인지도는 더욱 시궁창이다.

온도를 측정하는 도구로 온도계가 있다. 참고로 섭씨와 화씨를 표시하지 않은 채 화씨를 표현했는데 단위를 안 적어서 섭씨로 착각한다던지 그 반대의 경우도 종종 존재. 일례로 금성과학학습만화 35권 '기호와 단위'에서 외국인이 '오늘 기온이 90도쯤 되는 거 같네요'이라고 하니까 옆의 한국인[5]이 '뭐요? 90도면 살 수 없어요!' 라고 말하는 부분이 있다. 그 외국인이 말한 90도는 화씨인데 그냥 90도라고 말하니까 옆의 한국인이 섭씨 90도로 오해한 것이다. 참고로 90℉는 32.2℃다. 반대로 90℃는 194℉.

좀 더 파고들어가면 열역학을 만날 수 있다. 여기서는 물리학영역이 되며 운동에너지나 엔트로피까지 엮인다. 엔트로피자체가 물질계의 열적 상태를 나타내는 말이라. 이 열역학에서 말하는 온도의 정의는, 분자의 운동에너지의 평균을 통계로 나타내 수량화 한 것이다. 좀더 자세히 말해보자면 열평형 상태의 분자의 운동에너지를 엔트로피 통계치로 미분하여 얻어낼 수 있는 값이다. 근데 또 자연계에서 열평형 상태라는게 쉽게 일어날 수 있는 현상이 아니라서 또 이대로라면 정확한 온도를 측정할 수 없다고 한다. 이 뭐 어쩌라는 건지(…).

기체의 분자 운동론에 의하면 절대온도는 곧 기체 분자의 운동에너지가 된다. 반면 열은 그 '에너지'[6]를 '다른 물체한테' 얼마나 잘 전해줄 수 있는지로 정의되기에, 이에 따르면 온도는 높은데 뜨겁지 않은 병맛 같은 것이 가능하다.[7][8] 즉 온도가 높다고 반드시 뜨거운 것은 아니다. 단순히 건식 사우나를 생각해보면 알 수 있다. 건식 사우나는 온도가 80℃ 이상 올라가기도 하지만 공기의 열 전도율과 열용량이 매우 낮아 온도에 비해 뜨겁지 않다.

분자의 운동에너지의 정도가 온도를 결정하므로, 온도에는 하한선이 있는데, 이 분자 운동이 멈추는 상태를 절대영도라고 한다. 섭씨 온도로 나타내면 -273.15℃. 절대영도가 혹 가능하다면 영구기관도 가능하다고 하지만 이 경우 불확정성 원리에도 위배된다고. 또 불확정성 원리에 의하면 절대영도라도 분자의 운동이 아예 멈추는건 아니라고 한다. [9]

또한, 절대영도의 반대 개념 비슷한 것으로 플랑크 온도라는 것이 존재한다. 양자역학 상 이론적 온도의 최대값으로, 현대 과학에서 이 이상의 온도를 다루는 것은 무의미하며, 모든 물질이 원자 이하의 단위로 나누어져 에너지가 되는 온도이다. 약 1.4×1032켈빈[10]으로, 빅뱅 우주론에서 빅뱅 이후 플랑크 시간까지의 온도에 해당한다고.[11]

가끔 온도와 열을 같은 용어로 생각하는 사람들이 있는데 둘은 다르다. 온도는 측정단위이며 열은 측정대상이다. 열을 수치화한 것이 온도인 것.[12] 물론 일반적으로 쓰이는 '열'과 '온도'의 차이는 그렇고 좀 더 깊이 들어가면 온도는 한 열역학적 계 내부의 분자 활동의 정도를 수치화한 것이며(이 분자 활동이 멈추는 온도가 바로 절대영도다.) 열은 에너지가 높은 온도에서 낮은 온도로 이동하는 현상이다.

날씨를 말할때 체감온도란 말을 쓰는데 온도, 습도, 풍속, 일사량 등에 따라 인체가 느끼는 더위와 추위를 수량적으로 나타낸 것을 말한다. 같은 기온이라도 습도가 높으면 덥게 느끼고, 바람이 불면 춥게 느낀다. 일반적으로 풍속이 1m/s 증가할 때마다 체감온도는 1℃ 낮아진다고 한다.
  1. ↑ 소금물(Brine)의 어는점을 0도 물의 끓는점을 80로 정의, 물의 어는점은 대략 7.50뢰머라고 한다. 올레(...) 뢰머라는 사람이 고안
  2. ↑ 이 쪽은 다빈치 코드로 유명한 댄 브라운의 로스트 심벌에서 나와서 인지도가 제법 있다. 물의 어는점이 0도 끓는 점이 33도라는 괴랄한 간격이 특징. 무려 아이작 뉴턴이 고안했다.
  3. ↑ Joseph-Nicolas Delisle의 이름을 딴 것인데 Delisle은 de와 lisle이 합쳐진 것이고 lisle은 /lil/ 발음이 난다.
  4. ↑ 물의 끓는점을 0도 어는점을 150도로 정의 온도가 아니라 냉도네 여담으로 섭씨도 원래는 끓는점이 0도 어는점이 100도 였다가 바뀐 것이다.
  5. ↑ 정확하게는 조선인. 이 콤비(?)는 같은 책 조금 앞부분의 미터법 소개에서 척관법과 야드파운드법을 고수하다 결투 직전까지 간다
  6. ↑ 엄격하게 정의하자면 그 물체를 이루는 모든 분자들의 운동에너지 총합.
  7. ↑ 예를 들어 지구 대기의 열권같은 경우 온도는 섭씨 2,000도까지 올라가는데, 물론 열권에 있으면 얼어죽는다. 그 전에 숨을 못 쉬어서 죽겠지만 알 게 뭐야
  8. ↑ 비유하지면 일종의 소수정예. 질은 높지만 수가 부족해 전체 합은 낮다. 1짜리 1000개 보다 10짜리 10개가 평균은 10배나 되지만(온도가 높다.) 총합은 10분의 1이다.(전체 열은 적다.)
  9. ↑ 엄밀하게 말하자면 운동에너지가 가장 낮아질 수 있는 상태는 0보다 높다. (단순 조화 진동자 참고) 운동에너지가 0이 될 수 없기 때문에 운동에너지가 0인 상태를 가정한 절대영도 또한 도달할 수 없다.
  10. ↑ 10의 32승은 구#s-1.2구라고 부른다. 플랑크 온도는 1구 4천양 가량인 셈.
  11. ↑ 영어로된 유튜브 원본, 티비플 구름이 달려있지만 한국어 자막이 있는 유튜브 버전, 직접 티비플에 가서 구름을 끄고 한국어 자막만 볼 수 있는 방법
  12. ↑ 2016학년도 6월 모의평가 영어 영역에서 38번 지문에 이 개념이 나왔다. 다만 그 차이점이 어떠한지에 대한 서술이 없어서 특히 문과는 호기심에 몸부림쳤다카더라.