본문 :열과 역학적 일과의 기본적인 관계를 바탕으로 열현상을 비롯해서 자연계에서 에너지의 흐름을 통일적으로 다루는 물리학의 한 분야. 생물계나 무생물계를 막론하고 모든 자연현상을 에너지의 흐름이라는 관점에서 생각할 때 없어서는 안 될 학문분야로, 화학이나 공학방면에서 많이 이용된다. 19세기 중엽에 열기관의 개량이라는 기술적인 요청을 배경으로 시작된 학문으로 N.L.S.카르노를 위시해서 J.P.줄, R.E.클라우지우스, W.캘빈 등에 의해서 그의 열역학 제1법칙 및 제2법칙 기초가 되는 법칙이 경험적으로 세워졌다. 그 후 이 법칙이 가지는 의미를 J.맥스웰과 L.볼츠만, 그리고J.W.깁즈 등이 미시적 입장에서 통계역학적으로 해명하였다. 이는 물리 이론에 확률의 의미를 도입함으로써 열역학의 이론에 새로운 해석을 할 수 있게 하였다. 그 후 W.H.네른스트는 절대영도에서의 네른스트의 열정리 엔트로피에 관한 정리를 제창하였고, M.플랑크가 이 정리를 손질하여 열역학 제3법칙이 확립되었다. 열역학은 이들 3개의 주법칙과 열역학 제0법칙 열평형개념의 성립에 관한 법칙을 기초로 하여 구성된 이론체계로, 그 적용범위는 광범위하고, 그 결과는 보편적인 의미를 가진다. 이것은 열역학방법이 가지는 일반성에 의한 것으로, 여러가지영역에 이용되어 많은 유용한 결과를 가져왔다. 그러나 한편으로는 현상론적인 성격에서 오는 한계도 있다. ① 열역학 제0법칙 물체간 또는 물체의 각 부분간에 열적인 평형을 이룬상태. 즉, 서로간의 열적인 교환을 할 수 있도록 연락된 몇개의 물체 또는 한 물체의 어느 부분에서나 열이 이동하지 않고 상의 변화가 일어나지 않는 상태이다. A와 B가 열평형 상태에 있고 B와 C가 열평형 상태에 있으면, A와 C를 직접 접촉시켰을 때 반드시 열평형 상태를 이루게 되다는 법칙이 있다. 이것을 열역학 제0법칙이라고 한다. 이로부터 온도의 개념이 성립한다는 것이 증명되며, 열평형의 조건을 온도의 상등성으로 나타낼 수 있다. 물체의 온도를 온도계로 측정하는 것은 바로 이 원리에 의해서이다. 그런데 열평형 상태로서는 기체의 과포화나 액체의 과냉각 같이 외부로서의 작은 자극에 의해서도 깨어져버리는 불안정한 상태도 있다. 열역학적으로는 엔트로피가 극대인 상태를 말하며, 통계역학적으로는 분자의 평균 운동에너지가 같게 된 상태라고 할 수 있겠다. ② 열역학 제 1법칙 에너지 보존 법칙 열이 에너지의 한 형태라는 사실에 기초를 두어 이제까지 역학적 에너지 계에만 국한해서 생각해 오던 에너지 보존법칙을 열 현상에까지 확장한 법칙. 즉, 일과 역학적 에너지를 동등한 입장에서 다루어 이 두 가지 형태의 에너지를 합한 에너지의 보존법칙이다. 어떤 물질계가 한 상태에서 다른 상태로 변할 때, 그 사이에 얻어진 총 에너지는 외부에서 하여진 역학적 일 W와 외부에서 들어온 열량Q의 합 W+Q와 같고, 이 값은 초기상태와 나중상태만으로 결정되고 변화과정에는 무관한 양이다. 이 W+Q는 두 상태량의 차와 같고 이를 내부에너지라 한다. 외부에서 열의 흡입이 없고, 일도 받지 않았다면, 그 물질계의 에너지는 변하지 않는다. 그러므로 물질계의 에너지를 감소시키지 않고 외부에 일을 할 수 있는 장치, 즉 제1종 영구기관 에너지 공급이 없이도 스스로 에너지를 창조하면서 계속하여 영구히 작동이 가능한 기관은 원리적으로 제작이 불가능하다는 표현을 할 수 있다. 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 법칙, 법칙, 열역학, 엔트로피 |
2018년 2월 18일 일요일
열역학 0,1,2법칙 엔탈피, 엔트로피
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