열역학 제 1법칙, 제 2법칙에 대하여 설명하시오

목차

1. 열역학 제 1법칙
2. 열역학 제 2법칙

본문내용

1. 열역학 제 1법칙
: 열량은 일량, 일량은 열량으로 환산 가능함을 밝힌 법칙
열역학 제 1법칙은 에너지 보존의 법칙 또는 가역법칙 이라고도 불린다. 여기서 에너지가 보존된다는 말은 주어진 계에 속한 물질의 에너지와 그 계의 외부 에너지의 총합이 항상 일정하다는 것을 의미한다. 그런데 계의 경계를 에너지가 넘나들 때 이들은 언제나 열과 일의 형태를 띤다. 그러므로 열역학 제 1법칙은 에너지, 열, 그리고 일, 이 세 가지 물리량 사이의 상관관계를 정의해주는 법칙이라 할 수 있다. 만일 에너지의 변화가 계 주위 사이의 역학적 접촉으로부터 발생한 것이라면 일이 행해진 것이라 할 수 있고, 열적인 접촉으로부터 발생한 것이라면 열이 전달되었다고 볼 수 있다. 이처럼 주어진 물질이 보유한 에너지는 언제나 그 물질의 주위에서 내부로 일이나 열이 전달되는 과정이나 그 역의 과정을 통해 변화한다. 즉 열역학 제 1법칙은 가시적인 에너지인 열과 일 그리고 비가시적 에너지인 내부에너지의 관계를 규정해 주는 법칙이다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
ΔU = Q – W (ΔU: 내부에너지의 변화, Q: 열에너지의 양, W: 일의 양)

열역학 제 1법칙과 제 1종 영구기관
열역학 제 1법칙과 제 1종 영구기관의 관계로 제1종 영구기관은 외부 에너지의 공급을 받지 않으며, 끊임없이 일을 할 수 있는 장치이다. 떨어지는 물을 이용하여 수차를 돌리고, 수차의 회전을 통해 스크루가 작동하여 떨어진 물을 다시 위로 퍼 올리는 것을 반복한다. 하지만 이 영구기관은 열역학 제 1법칙을 위반되므로 실현 불가능하다. 열역학 제 1법칙에 따르면, 외부에서 가한 열을 q, 외부에서 해준 일의 양을 w라 하고, 내부 에너지의 변화량을 ΔU라 할 때, ΔU= q + w 인 관계가 성립한다는 것이다. 제1종 영구기관은 계속 작동하기 위해서 떨어진 물을 계속 처음의 원래 높이로 퍼 올려야 하는데, 물을 처음 높이까지 퍼 올리면 위치에너지는 변하지 않았으므로 에너지의 공급은 존재하지 않는다.

참고 자료

없음