기호 j 에 의해 종종 표시되는 열과 동등한 기계적 동등한 또는 j/cal , 한 단위의 열을 생성하는 데 필요한 작업의 양을 나타냅니다. 국제 유닛 (SI) 시스템에서 열 단위는 줄 (J)이며 작업 단위는 또한 줄이기도합니다. 따라서, 열의 기계적 등가는 1 j/cal로 표현된다.
이 개념은 19 세기에 James Prescott Joule 및 Hermann von Helmholtz와 같은 과학자들이 수행 한 다양한 실험을 통해 실험적으로 결정되었습니다. 그들의 실험은 알려진 물 질량의 온도를 특정한 양으로 높이는 데 필요한 기계적 에너지를 측정하는 것이 포함되었습니다.
이들 실험을 통해, 명확한 양의 기계적 작업은 특정 양의 열과 동일하다는 것이 확립되었다. 열의 기계적 등가는 기계적 에너지와 열 에너지 사이의 기본 변환 계수를 제공합니다. 이를 통해 다양한 에너지 전환 프로세스의 효과를 정량화하고 비교할 수 있습니다.
예를 들어, 기계가 100 줄의 기계 작업을 수행하는 경우 100 개의 열을 주변 환경으로 전달할 수 있습니다. 마찬가지로, 100%의 열이 시스템에 추가되면 100% 효율적인 에너지 전환 공정을 가정하여 100 줄의 기계 작업을 수행 할 수 있습니다.
열역학, 열 전달 및 다양한 엔지니어링 응용 분야에서는 열의 기계적 동등성을 이해하는 것이 중요합니다. 엔지니어와 과학자는 엔진, 히트 펌프 및 냉장 시스템과 같은 에너지 변환 시스템을 설계하고 최적화 할 수 있습니다.
