열에너지원에 대한 부분은 처음엔 그냥 우습게 넘어갔다. 아니 우습다기보다는 잘 모르니까 그리고 그다지 중요하다고 생각하지 않아서였다. 뭣도 모르고 공부하다보니까 그런거겠지. 하지만 실제 시험문제에도 출제되었고, 다른 문제들(특히 기숤사시험에서)을 서술해나갈때 아주 긴요하게 사용할수 있다는 것을 느끼고 난뒤에는 매우 중요한 부분이라고 생각하였다. 물론 어떠한 학문을 공부할때에 무엇이 중하고 소홀히 여기고 하겠는가! 모든것이 중요하겠지.
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열에너지원(Heat Energy Sources)
1. 기계적 열에너지(Mechanical Heat Energy)
⑴ 마찰열(Frictional Heating)
두 물질(특히 고체)을 마주대고 마찰시키면 열이 발생하는데 이는 운동에 대한 저항때문이다. 예를들면 그라인더에서 발생되는 불꽃이나 벨트와 도르래 사이 에서 발생하는 열 등이 있다.
⑵ 마찰 스파크(Friction Spark)
금속물체와 다른 고체물체가 충돌하여 스파크가 일어나서 불이 일어나는 경우가 있다. 철제공구가 콘크리트 바닥에 떨어지면 마찰스파크가 발생하는 경우이다.
⑶ 압축열(Heat of Compression)
기체를 급히 압축하면 열을 발생하는데 이것은 기체분자간의 충돌횟수가 증가 되어 내부에너지의 증가를 가져오며 결국 주위온도를 증가시켜 점화원의 역할을 한다. 디젤엔진의 경우 압축에 의하여 발생한 열로 인해 연료와 공기의 혼합가 스가 점화되는 경우이다.
2. 전기적 열에너지(Electrical Heat Energy)
⑴ 저항가열(Resistance Heating)
도체에 전류가 흐르면 도체물질의 전기저항 때문에 전기에너지의 일부가 열로 변한다. 백열전구에서 열이 발생하는 것은 전구내의 필라멘트의 저항에 기인한다.
⑵ 유도가열(Induction Heating)
도체 주위에 변화하는 자장이 존재하면 전위차를 발생하고 이 전위차로 말미암아 전류의 흐름이 일어난다. 또 전류는 도체의 저항 때문에 열이 발생한다.
⑶ 유전가열(Dielectric Heating)
실제로 사용하는 절연물질은 완전한 절연능력을 갖지 않으므로 절연물질에 누설 전류가 흘러 저항에 의해 열이 발생한다.
⑷ 아아크가열(Arc Heating)
아아크는 보통전류가 흐르는 회로가 나이프스위치에 의하여 또는 우발적인 접촉 또는 접점이 느슨하여 전류가 끊길 때 발생한다. 아아크의 온도는 매우 높기 때문에 거기서 방출된 열이 주위의 가연성 혹은 인화성 물질을 점화시킬 수 있다.
⑸ 정전기가열(Static Electricity Heating)
정전기 혹은 마찰전기(Static Electricity)란 두 물질이 접촉하였다가 떨어질때 그 물질 표면에 축적되는 전하를 말한다. 만약 접지되지 않으면 그 물체에는 충분한 양의 전하량이 축적되어 스파크방전이 일어난다.
⑹ 낙뢰에 의한 열(Heat Generated by Lighting)
번개는 구름에 축적된 전하가 다른 구름이나 지상과 같은 반대전하에 대한 방전현상이다. 번개는 구름이나 지상을 통과할 때 나무나 돌같은 저항이 큰 물질에서 대량의 열이 발생한다.
3. 화학적 열에너지(Chemical Heat Energy)
⑴ 연소열(Heat of Combustion)
연소열은 어떤 물질이 완전히 산화되는 과정 즉, 이산화탄소와 물로 되는 과정 에서 발생하는 열을 말한다.
⑵ 자연발열(Spontaneous Heating)
자연발열이라 함은 어떤 물질이 외부로부터 열의 공급을 받지 아니하고 온도가 상승하는 현상이다. 자연발열에 의하여 물질의 온도가 발화점 이상이 되면 자연 발화한다.
⑶ 분해열(Heat of Decomposition)
화합물이 분해할 때 발생하는 열을 분해열이라 한다. 화합물이 생성될 때는 대 체로 발열반응에 의하므로 분해열을 내는 경우는 흔하지 않다.
⑷ 용해열
어떤 물질이 액체에 용해될 때는 열을 방출한다. 이때 발생하는 열을 용해열이 라고 하나 모든 물질의 용해열이 화재를 발생시킬 만큼 위험한 것은 아니다.
4. 원자력 열에너지(Nuclear Heat Energy)
원자력에너지는 말 그대로 원자의 핵으로부터 나오는 에너지이며, 원자력에너지가 서서히 방출되는 열을 이용하는 것이 원자력 발전이다.
※ 아아크(Arc)와 스파크(Spark)
⑴ Arc(아아크)
전기를 끊을 때 갑자기 절단시키면 흐르던 전류가 갑자기 큰 저항(공기)을 만나 계속 흐르려는 성질(관성의 법칙)에 의해 큰 저항이 걸려 빛과 열이 발생
⑵ Spark(스파크)
전기를 넣을 때 전위차로 인해 생기는 정전기 두 전하가 내버려두지 않고 어느 정도 이내의 거리로 오면, 전하의 평형을 유지하려는 특성에 따라 빛과 열이 발생 ⇒ 점화원 역할
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(주)여울 종합건축사사무소와 컨소시엄 작업수행중
건축 & 문화 프로젝트팀 STORY ONE에서 활동중, 26년차 건축가 주원태
홍익대학원 도시계획과 석사과정
저서로는 [수인의 건축] [집과 연필, 비례이거나 반비례거나]등이 있다
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