엔트로피와 열역학 제2법칙
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- 목차
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1. 가역과정과 비가역과정
2. 엔트로피의 변화
3. 열역학 제2법칙
4. 엔트로피와 힘
5. Carnot기관
6. Carnot 기관의 효율
7. Stirling기관
8. 냉동기
9. 영구냉동기
10. 실제 기관의 효율
11. 확률과 엔트로피
- 본문내용
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1. 가역과정과 비가역과정
가역과정이란 원래 상태로 쉽게 되돌아올 수 있는 일련의 과정을 말하며 비가역과정이란 원래 상태로 되돌아올 수 없는 과정을 말한다. 예를 들어보자. 계란 후라이를 할 때 열을 가하면 먹음직스러운 달걀 요리가 만들어진다. 하지만, 뜨끈뜨끈한 계란 후라이를 냉각시킨다고 해서 원래 상태의 달걀로 되돌아오지는 않는다. 우리는 이러한 과정을 비가역 반응이라고 한다. 반대로, 정해진 틀 안에 꽉 채워진 초콜릿을 가열하여 녹인 후, 다시 냉각하면 원래 모양의 고체 초콜릿이 만들어진다. 우리는 이 과정을 가역 반응이라고 한다. 대체로 일상에서 이루어지는 일련의 과정들은 비가역과정이며 이러한 비가역과정의 한쪽 방향성은 우리에겐 지극히 상식적인 것들이다. 가령 주전자에 물을 담은 후 가열한 다음 식탁에 놓아두면 주전자와 그 속에 들어있는 물은 천천히 식는다. 우리는 주전자와 주전자 속에 들어 있는 물이 식는 과정을 닫힌계 안에서 생각해본다면, 주전자로부터 퍼진 총 열에너지의 양은 일정하지만, 이미 주변으로 퍼진 열에너지는 다시 주전자로 모이지 않는다. 이때 총 열에너지는 보존됨을 알 수 있으며 닫힌계 안에서의 무질서도(엔트로피)는 증가한다.
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