[물리학] 열역학 법칙

목차

열역학이란?
1. 열역학 제0법칙
2. 열역학 제1법칙
3. 열역학 제 2법칙
4. 열역학 제3법칙

본문내용

열역학이란?

자연과학자들은 자연계에서 일어나는 에너지 변환과정들을 오랫동안 관찰한 결과, 두 가지의 결론을 얻어냈다. 첫 번째로는 에너지는 창조되지도 않고 소멸되지도 않는다는 것이다. 에너지 형태는 그 형태만 변화할 뿐이지, 어떤 변화 전에 에너지의 총량과 변화후 에너지의 총량은 동일하다는 이 결론은 『에너지 보존의 법칙』이라고 한다. 두 번째의 결론은 발생한 열에너지 모두를 기계적 에너지로 변환시킬 수는 없다는 것이다. 즉, 100%의 열효율을 가진 엔진은 만들 수 없다는 말이며, 이것은 『열역학 제2법칙』이라 불린다. 이 두 가지의 법칙은 단지 과학자들의 호기심을 만족시키는 것이 아니며, 우리의 실생활과 밀접한 관계를 가진다. 산업혁명 이래로 생산된 모든 엔진들은 모두 이 두 가지 법칙 하에 제작된 것이다.

열과 역학적 일의 기본적인 관계를 바탕으로 열 현상을 비롯해서 자연계에서의 에너지 흐름을 통일적으로 다루는 물리학의 한 분야이다.
생물계나 무생물계를 막론하고 모든 자연현상을 에너지의 흐름이라는 관점에서 생각할 때 없어서는 안될 학문 분야로, 화학이나 공학방면에서 많이 이용된다. 19세기 중엽 열기관의 계량이라는 기술적인 요청을 배경으로 시작된 학문으로 N.카르노를 비롯해서 J.줄, R.E.클라우지우스, 켈빈 등에 의해서 기초가되는 두 가지 법칙(열역학 제1법칙 및 제2법칙)이 경험적으로 세워졌다. 그 후 이 법칙이 가지는 의미를 J.맥스웰과 L.볼츠만, J.W.기브스 등이 미시적 입장에서 통계역학적으로 해명했다. 이는 물리 이론에 확률의 개념을 도입하므로서 열역학 이론에 새로운 해석을 할 수 있게 하였다.
그 후 W.H.네른스트는 절대0도(0K)에서의 엔트로피에 관한 정리(네른스트의 열정리)를 제창했고, 이는 M.플랑크에 의해 열역학 제3법칙으로 확립되었다.

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2005.03 / 2005.04.10
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