최재영 한국폴리텍 정수캠퍼스 교수(건축기계설비기술사,공조냉동기계기술사)
제1장 물리와 화학의 기초
1-1 물리량(物理量)
물리량은 물리학에 있어서 대상이 되는 양으로, 측정 가능한 물리학에서의 양이거나 종종 수치 값과 물리 단위(주로 SI 단위)의 곱으로 표현되는 측정의 결과 값이다.물리량에는 길이ㆍ면적ㆍ체적ㆍ질량(무게), 밝음(광도나 조도), 소리의 강함과 높이, 온도 및 전류와 전압 등이 있다. 예를 들면, 힘은 용수철의 탄성으로, 온도는 액체 등의 열팽창으로, 전류·전압은 전류에 의해 생기는 자계(磁界)를 이용하여 바늘의 움직임으로 표시된다.
대기압 등도 진공관 속에 있는 수은의 높이, 즉 길이로 직접 판독할 수가 있으며, 물체의 체적은 용기에 물을 가득 채우고 이것에 물체를 가라앉혀서 넘치는 물의 체적을 메스실린더로 측량하면 되는데, 결국 길이로 대치함으로써 물체의 체적을 측정하고 형식이고, 물에 뜨는 물체의 무게도 넘치는 물의 무게로 측정이 가능하다.
1. 단위(Unit, 單位)
어떤 물리량을 측정할 때 그것과 같은 종류의 어떤 일정량을 기준으로 하여 주어진 양이 그 일정량의 몇 배가 되는가를 측정하는 기준이 되는 일정량을 단위라고 한다. 즉, 길이, 무게, 수량, 시간 등의 수량을 수치로 나타낼 때 기초가 되는 일정한 기준으로 근, 되, 자, 그램, 리터, 미터, 초 등이 있다.
(1) 기본단위(Fundamental unit, 基本單位)
다른 종류의 물리량과 관계없이 독립적인 단위가 부여될 수 있는 물리량을 기본량이라 하고, 이 기본량을 나타내기 위하여 사용되는 단위로 가장 대표적인 기본단위는 물리량으로서 길이ㆍ질량ㆍ시간을 채용한 것인데, 각각 센티미터(cm)ㆍ그램(g)ㆍ초(s)로 나타낸 것을 CGS단위, 미터(m)ㆍ킬로그램(kg)ㆍ초(s)로 나타낸 것을 MKS단위라 한다. 이밖에 힘의 단위 킬로그램(Kg)을 추가하여 구성된다.
(2) 유도단위(Derived unit, 誘導單位)
기본량을 조합하여 나타낼 수 있는 양을 조립량이라고 하고, 이 조립량의 단위를 기본으로 하여 기본단위를 조합해서 만들어진 단위이며, 측정 표준값에 기준으로 하는 것은 아니다. 예를 들면 속도를 표현하기 위한 cm/s는 길이의 기본단위 cm와 시간의 기본단위 s를 이용한 것이다.
(3) 공학단위(Engineering unit, 工學單位)
공학상의 여러 계산을 편리하게 할 수 있도록 정해 놓은 단위이다. 예로서 힘의 단위로는 중력단위를 채택하고 있으므로, 이것으로 표시되는 여러 양에는 중력가속도 g가 표시되며, 질량과 힘은 동일 단위명이나, 기호상 각각 kgm, kgf 라고 써서 구별하기도 한다.
2. 단위계(System of units, 單位系)
몇 개의 기본단위를 바탕으로 다른 양의 단위를 유도할 때 사용하는 계통적인 단위의 모임으로 길이, 질량, 시간을 기본단위로 사용하는 절대단위계와 길이, 힘, 시간을 기본단위로 하는 중력단위계가 있다.
1960년 제11회 국제 도량형 총회에서 미터계의 국제단위계(International System of Units, SI)를 채용한 이후 현재는 단위계가 SI단위계로 통일되고 있다. SI단위계는 길이(m), 질량(kg), 시간(s), 전류(A)의 4개 기본단위와 열역학적 온도(K), 광도(cd), 물질량(mol)을 합쳐 7개의 단위를 SI기본단위로 사용한다. 국제단위계는 현재 세계적으로 일상생활뿐만 아니라 상업적으로나 과학적으로 널리 쓰이는 도량형이다.
(1) 절대단위계(System of absolute units)
불변성이 보증되는 기준에 의해 정해진 기본단위와 그 기본단위에서 유도된 유도단위로 이루어진 단위계로 이들 기본단위의 크기를 시간ㆍ공간 및 물질의 성질과 관계없이 정할 수 있으므로 절대단위계이며, 이 단위계에 온도를 더할 경우에는 섭씨온도(℃)를 사용한다.길이의 단위로 m, 질량의 단위로 kg, 시간의 단위로 s를 기본단위로 하여 구성된 단위이며, 이들과 기본단위로 하여 유도되는 유도단위 전체를 MKS단위계라고 한다. 기본단위로서 센티미터(cm), 그램(g), 초(s)를 채택한 CGS단위계도 절대단위계이다.
(2) 중력단위계(Gravitational system of units)
길이, 힘, 시간을 기본량으로 채택하고 이를 기준 삼아 역학적인 여러 양을 유도하는 단위이다. 주로 공학분야에서 많이 사용하며, 힘과 질량의 단위가 지상에서 같도록 정의한 단위이다. 이러한 중력단위계 중에서 미터법 중력단위계에서는 길이의 단위에 m, 힘의 단위에 질량 1kg의 물체에 작용하는 중력 Kg, 시간의 단위에 s를 기본단위로 사용한다. 물체의 중량은 위도나 해면으로부터의 높이에 따라서 그 크기가 다르지만 일반적으로 장소를 지정하지 않고 단순히 중량이라고 하는 경우에는 중력가속도에 대한 중량을 의미하며, 중력가속도는 9.8m/s2이므로 질량 1kg인 물체의 표준중량은 1kg이다.
중략...
월간 에너지관리 2026년 3월호 게재
최재영 한국폴리텍 정수캠퍼스 교수(건축기계설비기술사,공조냉동기계기술사)
제1장 물리와 화학의 기초
1-1 물리량(物理量)
물리량은 물리학에 있어서 대상이 되는 양으로, 측정 가능한 물리학에서의 양이거나 종종 수치 값과 물리 단위(주로 SI 단위)의 곱으로 표현되는 측정의 결과 값이다.물리량에는 길이ㆍ면적ㆍ체적ㆍ질량(무게), 밝음(광도나 조도), 소리의 강함과 높이, 온도 및 전류와 전압 등이 있다. 예를 들면, 힘은 용수철의 탄성으로, 온도는 액체 등의 열팽창으로, 전류·전압은 전류에 의해 생기는 자계(磁界)를 이용하여 바늘의 움직임으로 표시된다.
대기압 등도 진공관 속에 있는 수은의 높이, 즉 길이로 직접 판독할 수가 있으며, 물체의 체적은 용기에 물을 가득 채우고 이것에 물체를 가라앉혀서 넘치는 물의 체적을 메스실린더로 측량하면 되는데, 결국 길이로 대치함으로써 물체의 체적을 측정하고 형식이고, 물에 뜨는 물체의 무게도 넘치는 물의 무게로 측정이 가능하다.
1. 단위(Unit, 單位)
어떤 물리량을 측정할 때 그것과 같은 종류의 어떤 일정량을 기준으로 하여 주어진 양이 그 일정량의 몇 배가 되는가를 측정하는 기준이 되는 일정량을 단위라고 한다. 즉, 길이, 무게, 수량, 시간 등의 수량을 수치로 나타낼 때 기초가 되는 일정한 기준으로 근, 되, 자, 그램, 리터, 미터, 초 등이 있다.
(1) 기본단위(Fundamental unit, 基本單位)
다른 종류의 물리량과 관계없이 독립적인 단위가 부여될 수 있는 물리량을 기본량이라 하고, 이 기본량을 나타내기 위하여 사용되는 단위로 가장 대표적인 기본단위는 물리량으로서 길이ㆍ질량ㆍ시간을 채용한 것인데, 각각 센티미터(cm)ㆍ그램(g)ㆍ초(s)로 나타낸 것을 CGS단위, 미터(m)ㆍ킬로그램(kg)ㆍ초(s)로 나타낸 것을 MKS단위라 한다. 이밖에 힘의 단위 킬로그램(Kg)을 추가하여 구성된다.
(2) 유도단위(Derived unit, 誘導單位)
기본량을 조합하여 나타낼 수 있는 양을 조립량이라고 하고, 이 조립량의 단위를 기본으로 하여 기본단위를 조합해서 만들어진 단위이며, 측정 표준값에 기준으로 하는 것은 아니다. 예를 들면 속도를 표현하기 위한 cm/s는 길이의 기본단위 cm와 시간의 기본단위 s를 이용한 것이다.
(3) 공학단위(Engineering unit, 工學單位)
공학상의 여러 계산을 편리하게 할 수 있도록 정해 놓은 단위이다. 예로서 힘의 단위로는 중력단위를 채택하고 있으므로, 이것으로 표시되는 여러 양에는 중력가속도 g가 표시되며, 질량과 힘은 동일 단위명이나, 기호상 각각 kgm, kgf 라고 써서 구별하기도 한다.
2. 단위계(System of units, 單位系)
몇 개의 기본단위를 바탕으로 다른 양의 단위를 유도할 때 사용하는 계통적인 단위의 모임으로 길이, 질량, 시간을 기본단위로 사용하는 절대단위계와 길이, 힘, 시간을 기본단위로 하는 중력단위계가 있다.
1960년 제11회 국제 도량형 총회에서 미터계의 국제단위계(International System of Units, SI)를 채용한 이후 현재는 단위계가 SI단위계로 통일되고 있다. SI단위계는 길이(m), 질량(kg), 시간(s), 전류(A)의 4개 기본단위와 열역학적 온도(K), 광도(cd), 물질량(mol)을 합쳐 7개의 단위를 SI기본단위로 사용한다. 국제단위계는 현재 세계적으로 일상생활뿐만 아니라 상업적으로나 과학적으로 널리 쓰이는 도량형이다.
(1) 절대단위계(System of absolute units)
불변성이 보증되는 기준에 의해 정해진 기본단위와 그 기본단위에서 유도된 유도단위로 이루어진 단위계로 이들 기본단위의 크기를 시간ㆍ공간 및 물질의 성질과 관계없이 정할 수 있으므로 절대단위계이며, 이 단위계에 온도를 더할 경우에는 섭씨온도(℃)를 사용한다.길이의 단위로 m, 질량의 단위로 kg, 시간의 단위로 s를 기본단위로 하여 구성된 단위이며, 이들과 기본단위로 하여 유도되는 유도단위 전체를 MKS단위계라고 한다. 기본단위로서 센티미터(cm), 그램(g), 초(s)를 채택한 CGS단위계도 절대단위계이다.
(2) 중력단위계(Gravitational system of units)
길이, 힘, 시간을 기본량으로 채택하고 이를 기준 삼아 역학적인 여러 양을 유도하는 단위이다. 주로 공학분야에서 많이 사용하며, 힘과 질량의 단위가 지상에서 같도록 정의한 단위이다. 이러한 중력단위계 중에서 미터법 중력단위계에서는 길이의 단위에 m, 힘의 단위에 질량 1kg의 물체에 작용하는 중력 Kg, 시간의 단위에 s를 기본단위로 사용한다. 물체의 중량은 위도나 해면으로부터의 높이에 따라서 그 크기가 다르지만 일반적으로 장소를 지정하지 않고 단순히 중량이라고 하는 경우에는 중력가속도에 대한 중량을 의미하며, 중력가속도는 9.8m/s2이므로 질량 1kg인 물체의 표준중량은 1kg이다.
중략...
월간 에너지관리 2026년 3월호 게재