일률

 

1. 개요
2. 동역학에서
3. 열역학에서


1. 개요

Power, 일率
물리학에서 단위시간 당 일의 양. 운동에너지의 형태로 전달되는 에너지의 양을 일이라 하므로, 시간당 전달되는 에너지의 양이라고 정의할 수 있다. 일률의 SI 단위는 J/s (초당 주울) 또는 W(와트)다.
위의 설명은 고등학교 과정까지의 내용이고, 대학교 이후부터 일률이란 일의 시간에 대한 미분이다. 수식으로 나타내면 다음과 같다.
$$ P = \displaystyle \frac{\text{d}W}{\text{d}t}$$.

2. 동역학에서

동역학에서는 위의 개략적인 정의와 비슷하게 활용한다. 운동하는 물체에 작용하는 힘과 에너지 등을 다루는 학문이기 때문이다.

3. 열역학에서

수많은 입자들로 이루어진 계를 다루는 다루는 학문이기에 일 자체가 열과 함께 계 안으로 전달되는 에너지를 이룬다. 따라서 열과 대비되어 계 전체의 운동으로 인해 전달되는 에너지를 일로 정의하며, 일률은 그 일의 시간 미분이다.
열기관 해석에서 꽤나 중요하게 다룬다. 열기관은 고온부에서 저온부로 흐르는 열의 일부를 일로 바꾸어 외부로 토해내는 장치인데, 흐르는 열의 총량에서 나오는 일의 양을 열기관의 효율로 정의하며, 가장 에너지 효율이 높은 열기관은 카르노 기관이다. 근데 문제는, 카르노 기관은 가역 과정만을 진행하기 때문에 동작에 무한한 시간이 걸리므로 일률은 0이다. 따라서 현실의 엔진은 에너지 효율을 일부 포기하면서 일률을 높이는 형태로 동작한다.
국문 물리학에서 Power는 일률이라 번역됨에도 불구하고, 전기•전자 계통에서는 Power를 "전력"으로, 열기관, 그 중에서도 내연기관 엔진의 Power를 자동차 업계에서는 "출력"으로 번역해 놓았는데, 이 때문에 영어로는 엔진의 출력이나 회로 소자가 소모하는 전력이나 물리학시간에 배우는 일률이나 전부 Power로 같으나 한국어로는 셋을 다른 용어로 구분해서 쓰게 되었다. 즉, 자동차 따위의 엔진 "출력"은 엔진의 "일률"이며 따라서 마력 역시 일률의 단위다.

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