고온

요약 물리학상으로 500℃ 이상의 높은 온도를 말하나 기계의 종류나 기술의 분야에 따라 그 기준이 다르다.

집광기

증기터빈에서는 1000℃ 이상, 제철·제강에서는 1800℃ 이상, 로켓기술 부문에서는 2000℃ 이상의 온도를 말한다. 모든 물질의 녹는점은 4000℃ 이하이므로 그 이상 온도에서 고체는 존재하지 않는다. 기체의 경우, 수은아크등이 최고온도 부분에서 15000℃ 이상의 고온을 발생한다.

종래의 기술로는 1000∼1500℃까지 온도를 높이는 것이 보통이었고, 2000℃를 넘는 영역의 기술개발은 근래의 일이다. 2000℃ 이상의 고온을 발생시키는 방법으로는 고주파유도로·태양로·아크로·플라스마 토치·전자빔 가열·레이저 가열·플라스마 핀치 등이 있다. 20000℃ 전후는 수소의 이온화, 아르곤 충격관에서 쉽게 발생한다.

측정얻는 방법
고온을 얻기 위해 주로 사용되는 방법은 일반적으로 연료에 의한 방법과 전기적 방법인데, 이 때 연료의 연소에는 기태연료(氣態燃料)와 고태연료(固態燃料)를 많이 사용한다. 기태연료로는 연료가 분출할 때 공기를 흡인하도록 되어 있는 분젠등(燈)을 가장 많이 사용하는데, 분젠등 불꽃의 최고온도는 약 1750℃이며 도가니를 달굴 때는 900℃ 정도의 고온을 얻을 수 있다. 또 산소와 등용(燈用) 가스를 사용하면 1800℃ 정도까지, 산소와 수소를 사용하면 2000℃ 정도까지의 온도를 얻을 수 있다. 기태연료의 최고온도는 산소아세틸렌 불꽃으로 얻어지는 약 4000℃이다. 고태연료로는 목탄(木炭)과 코크스를 많이 사용한다. 코크스에 산소를 불어넣는 노(爐)의 경우에는 2000℃ 정도까지의 고온을 얻을 수 있다. 또 산화철과 알루미늄 가루의 혼합물(테르밋)에 점화하면 최고 약 3000℃의 고온을 얻을 수 있다.

한편, 전기적으로 고온을 얻는 방법으로는 줄열에 의한 방법, 유도전기로, 아크로(爐) 등이 있다. 줄열을 이용하는 전기로의 경우, 니크롬선(니켈과 크롬의 합금)을 가장 많이 사용하는데, 이것으로는 1100℃ 이하의 온도를 얻는다. 1550℃ 정도까지 온도를 높이는 데에는 백금선 또는 백금 로듐 합금선(Rh 10∼20%)을 사용한다. 또 도선 대신 흑연을 사용하면 약 3000℃, 탄화규소를 사용하면 약 1500℃까지 온도를 얻을 수 있다.

피가열물(被加熱物)이 도체인 경우에는 유도를 이용해서 맴돌이전류[渦電流]를 흘려서 열을 발생하도록 할 수 있다. 이것을 이용하는 것이 유도전기로(誘導電氣爐)이다. 고주파를 사용하는 것을 고주파전기로라고 하며, 피가열물체가 견딜 수 있는 한도까지 온도를 얻을 수 있는데, 때로는 그 온도가 3000℃에도 이른다. 아크등(燈)의 온도는 매우 높아, 예컨대 1기압 하에서 탄소아크등의 양극화갱(陽極火抗)의 온도는 약 3700℃(음극은 이보다 낮다)인데, 중간 기태 부분은 약 8000℃이다. 또 수은아크등 기태 부분의 온도는 17000℃까지도 올라가며, 아크로는 이와 같은 고온을 이용하는 노이다.

태양광선을 모아서 고온을 얻는 태양로의 경우, 5000℃ 가까운 고온을 얻을 수 있어 모든 고체를 융해할 수 있다. 태양로는 렌즈로 집광하는 것도 있으나, 거울로 집광하는 것이 많으며, 거울은 평면거울과 오목거울을 짝지은 것이 많다. 평면거울은 태양 위치에 따라서 방향이 바뀌며, 반사광의 방향이 항상 일정하도록 되어 있다. 또 초점은 오목거울의 초점으로 고온을 얻을 수 있는 위치에 있다.

그 외에 전자 ·양성자 등 하전입자를 전자기적으로 가속하여 운동에너지를 증가시켜서 다른 물체에 충돌시키거나, 두 입자의 흐름을 서로 부딪치게 하여 고온을 얻는 방법도 있다. 순간적으로 아주 높은 고온을 얻기 위해서는 가느다란 철사에 매우 강한 전류를 흘려서 그것을 폭렬시키는 방법, 막힌 총신(銃身)에 총알을 넣고 쏘아 총신 내 공기를 급격하게 압축하는 방법 등 여러 가지가 있다.