열역학 제 1법칙,제2법칙

목차

1. 열역학 제 1법칙
2. 열역학 제 2법칙

본문내용

열역학 제 1법칙

1기압에서 부피가 1L인 용기가 있다. 이 때 외부와의 열 출입이 없다고 가정하고, 압력을 2기압으로 바꾸면 부피는 몇 L가 되는가? 대부분의 사람들은 0.5L라고 답하겠지만, 열역학 1법칙을 하는 사람들은 0.5L보다 크다고 답한다.

기체는 팽창하면서 외부에 일을 할 수 있다. 압력이 인 기체가 단면적이 A인 피스톤을 밀어 만큼의 거리를 이동시켰다고 하자. 학

일 = 힘 × 거리

이므로, 기체가 피스톤에 대해 한 일

   A 

가 된다. 이 값을 기체가 외부에 대해 한 일이라고 한다. 가 음수면, 외부로부터 일을 받은 것이다.(압축)

이때 부피의 실린더를 가열하여 만큼의 열량을 주었다고 생각해보자. 기체에 열을 가하면 운동에너지를 얻어 온도가 올라간다. 즉 가해준 열이 기체의 내부에너지를 증가시킨다. 이 때 기체의 압력으로 인해 실린더 속의 피스톤이 밀려나면서 내부에너지의 일부가 외부에 대해 일을 하게 된다. 즉 외부에 대해 한 일과(), 내부에너지 변화량()의 합은 가해준 열량과 양이 같다. 한 마디로 이 관계를 열역학 제 1법칙이라고 하며, 열역학에서 성립하는 에너지 보존 법칙이다.

열역학 제1법칙을 다르게 표현하면 ‘제1종 영구기관은 만들 수 없다’이다. 외부에서 에너지의 공급 없이 계속해서 일을 할 수 있다고 생각한 가상적인 기관을 제 1종 영구기관이라고 한다. 많은 사람들이 이를 만들기 위해 끊임없이 노력했으나, 만들 수 없었다. 물체가 가지고 있는 에너지는 유한하고, 외부에 대해 일을 하면 그만큼 물체의 에너지가 감소하므로 외부에서 에너지를 공급하지 않고 운동을 계속할 수 있는 기관은 당연히 존재하지 않는다.

참고 자료

없음