열역학 제1법칙과 제2법칙에 대해 서술하시오.

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본문내용

주울의 실험과 함께 많은 실험과 경험으로부터 기계적 일은 열로 변환할수 있고, 역으로 열은 기계적 일로 변환할 수 있다는 사실은 명백하다. 이러한 사실을 요약해서
열은 본질적으로 기계적 일과 마찬가지로 에너지의 한 형태이고 기계적 일을 열로 변환할 수 있고 또 그 역으로도 가능하다.
또는
열과 기계적 일은 상호 변환할 수 있으므로 열이 기계적 일로 또는 역으로 기계적일이 열로 변환하는 경우에 열량과 기계적 일량의 비는 일정하다.
라고 표현할 수 있다.

<중 략>

에너지란 외부에 대해 어떠한 변화, 효과 또는 일을 일으킬 수 있는 능력 이다. 또 에너지의 형태로는 일, 열, 운동에너지, 위치에너지, 전기에너지, 화학 에너지 등이 있다. 이들 에너지는 한 형태의 에너지로부터 다른 형태의 에너지 등이 있다. 이들 에너지는 한 형태의 에너지로부터 다른 형태의 에너지로 변할 수도 있지만 임의의 에너지가 무에서 생성되거나 소멸할 수 엇ㅂ다. 이러한 사실을 헬름홀츠는 1847년 다음과 같이 표현하였으며 이를 에너지 보존의 법칙이라고 부른다.
하나의 계가 보유하고 있는 에너지의 총합은 그 계와 외부간에 에너지의 수수가 없는 한 일정하고 외부간에 에너지의 수수가 있는 경우에는 그 주고 받은 에너지량만큼 감소 또는 증가한다.

<중 략>

열역학 제 1법칙은 에너지가 보존된다는 것을 나타낸다. 그러나 에너지는 보존되지만, 자연계에서 실제로 일어나지 않는 많은 과정들이 있다. 예를 들어, 차가운 물체에 뜨거운 물체를 접촉시키면 뜨거운 물체에서 차가운 물체로는 열이 전달되지만, 반대의 과정은 자발적으로 일어나지 않는다. 만약 열이 차가운 물체에서 흘러 나와 뜨거운 물체로 흘러 들어간다고 하면 에너지는 보존되어 열역학 제 1법칙은 만족한다. 그러나 자연현상에서 이러한 일은 일어나지 않는다. 이러한 비가역성을 설명하기 위해 19세기 후반의 과학자들은 열역학 제 2법칙이라는 새로운 원리를 발표하였다. 이 법칙으로 자연계에서 일어나지 않는 과정이 어떤 것들인가에 대한 설명이 가능해졌다.

참고자료

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