[최신/화공]열역학 이론과 원리 (완벽자료!!!)

소개

열역학 이론과 원리를 다룬 보고서로 완벽한 보고서로 필자가 A+맞은 보고서입니다. 기타이론과 내용들을 모두 실었습니다.

목차

Ⅰ 이론과 원리
1. 칼로릭 이론
2. 카르노의 원리

Ⅱ 법칙
1. 열역학 제 1법칙
2. 열역학 제 2법칙
3. 엔트로피(entropy)
4. 통계열역학

본문내용

1) 열은 ‘칼로릭(caloric)’이라고 불리는 ‘무게가 없는 물질입자’ :
물체 속에는 칼로릭이 들어있고 칼로릭이 많이 들어있을수록 그 물체는 뜨겁게 된다. 물체 속의 칼로릭이 흡수나 방출을 통하여 이동하면 물체의 온도는 변화한다. 즉, 칼로릭의 이동이 열의 출입을 만드는 것이다. 고체가 열을 받아 액체가 되는 것은 고체를 이루고 있던 물질입자와 칼로릭이 결합해서이며, 칼로릭은 부피를 가지는 입자이므로 칼로릭이 더 많이 결합하면 그만큼 부피가 더 커져서 기체가 되는 것이다.

2) 칼로릭 이론의 문제점 :
(1) 한 물체가 뾰족한 끝을 가지고 있고 다른 물체와 마찰했을 경우 칼로릭 이론에 의하면 다른 물체가 뾰족한 끝에 긁혀 더 많은 칼로릭이 빠져나오고 다라서 더 많은 열을 발생시켜야 하는데 실제로는 마찰면적이 클 때 더 많은 열이 발생한다.
(2) 두 물체가 마찰할 때 물체 속의 칼로릭이 모두 빠져나오면 더 이상 마찰열도 발생할 수 없는데 마찰열은 계속해서 발생한다.

<중 략>

어떤 계의 무질서한 상태에 해당하는 분자들의 배열방법 수는 많고 그에 대한 확률이 큰 데 반해 질서가 있는 상태에 대한 배열방법 수와 그 확률은 극히 작다. 어떤 용기 속에 담겨 있는 기체분자들의 가능한 배열방법을 모두 착아볼 수 있다면 그 중의 거의 모든 배열이 분자들이 아무렇게나 섞여있는 무질서한 상태에 해당되고, 극히 드문 경우에만 질서가 있는 상태가 얻어질 것이다. 이로부터 볼츠만은 어떤 기체의 분자들이 질서 있는 배열로부터 시작해서 움직여 간다면 시간이 지나면서 점점 무질서한 배열들로 가게 되리라는 것을 쉽게 예측할 수 있었다. 무질서한 배열들이 훨씬 숫자가 많고, 그에 따라 확률이 높기 때문이다.

(2) 볼츠만의 질서원리
주어진 분포를 이룰 수 있을 방법의 수를 물리학에서 P(색상)라 정의한다. 볼츠만은 처음으로 엔트로피의 비가역적 증가가 분자들의 무질서도의 증가에 관한 표현이며 P의 최대치에 해당되는 상태와 비교할 때, 비대칭성은 색상들의 수를 감소시키므로 어떠한 초기의 비대칭성에 대한 점차적인 망각의 표현으로 생각될 수 있는 것이라고 깨달았다.

참고자료

· 없음