비열

비열([[Specific heat capacity]])은 물질 1kg의 온도를 1K(또는 1℃) 높이는 데 필요한 열량을 의미한다. 단위는 J/(kg·K) 또는 J/(kg·℃)로 표시한다. 비열은 물질의 고유한 성질이며, 물질의 종류, 온도, 압력 등에 따라 달라진다. 일정한 압력 하에서 측정한 비열을 정압 비열 (Cp), 일정한 부피 하에서 측정한 비열을 정적 비열 (Cv)이라고 한다. 일반적으로 정압 비열이 정적 비열보다 크다. 이는 일정한 압력 하에서 가열될 때, 물질이 팽창하면서 외부에 일을 하게 되고, 이 일에 필요한 에너지가 추가로 필요하기 때문이다.

비열은 열역학 및 열전달 현상을 이해하는 데 중요한 물리량이다. 예를 들어, 같은 질량의 물과 철에 같은 양의 열을 가하면 물의 온도 상승폭이 철보다 훨씬 작다. 이는 물의 비열이 철보다 크기 때문이다. 비열이 큰 물질은 온도 변화에 대한 저항이 크다는 것을 의미한다.

비열의 측정에는 여러 가지 방법이 있으며, 칼로리미터를 이용한 방법이 널리 사용된다. 비열은 재료 선택, 열 설계, 기후 모델링 등 다양한 분야에서 활용된다. 물의 비열은 4.186 J/(g·K) (약 1 kcal/(kg·K))로 상당히 크기 때문에, 지구의 기온을 안정적으로 유지하는 데 중요한 역할을 한다.

물질의 상태(고체, 액체, 기체)에 따라 비열이 달라지며, 상전이(예: 얼음이 물로 녹는 과정)가 일어날 때에는 잠열이 필요하기 때문에 비열의 개념이 다르게 적용된다. 따라서 비열을 언급할 때는 물질의 상태와 측정 조건(압력, 온도)을 명확히 해야 한다.