열역학 제 1, 2법칙에 대해 설명하시오

목차

1. 열역학 제1법칙
2. 열역학적 에너지의 특수 과정
3. 열역학 제2법칙
4. 열역학 제2법칙에 대한 서술
5. 가역/비가역 과정
6. 카르노 사이클
7. 엔트로피
8. 엔트로피 증가의 원리
9. 엔트로피의 변화

참고문헌

본문내용

세상에는 원자핵 에너지, 복사 에너지, 소리 에너지, 화학 에너지, 기계 에너지, 전기 에너지, 운동 에너지, 위치 에너지, 열에너지가 있는데, 에너지란 물리적인 일을 할 수 있는 능력을 말하며 원자핵 에너지가 분열하면서 복사에너지를 만들어내고 복사에너지가 물질에 전해지면서 화학에너지와 열에너지를 만들어 내듯 에너지의 형태는 서로 바뀔 수 있다. 각각의 에너지는 속성을 가지고 있는데, 필자는 열에너지의 속성을 나타내는 법칙에 대해 연구해 보고자 한다.
열에너지의 속성을 말하는 데에는 열역학의 법칙을 빼 놓을 수 없다. 시기적으로 열역학 제1법칙이 먼저 발견됐으며 차례로 제2법칙, 제0법칙, 제3법칙의 순서로 정립되었다. 열역학 제0법칙은 열적 평형을 설명하는 법칙으로 제1법칙 보다 늦게 발견 됐지만 제0법칙은 제1,2법칙 보다 논리적으로 앞서있기 때문에 0법칙으로 명명한 것이다. 지금부터 0법칙과 보다 먼저 발견된 1,2법칙에 대해 설명한다.

열역학 제1법칙
에너지 보존법칙으로 알려진 열역학 제1법칙은 여러 가지 형태의 에너지와 에너지의 상호작용 사이의 관계를 학습하는데 좋은 바탕이 된다. 열역학 제1법칙이란 수식이 아닌 실험적 관찰에 근거하며, 에너지는 창조될 수도 없고 파괴될 수도 없으며, 단지 형태만 변한다는 것을 말한다. 사실 말이 ‘열역학’ 제1법칙이지만 사실 열에너지에만 국한된 개념이 아니어서 낙하운동에서 위치에너지가 운동에너지로 바뀌는 현상도 열역학 제1법칙으로 설명할 수 있다.
열역학 제1법칙은 대체로 Joule의 실험에 근거하고 있다. 상태1에서 상태2로 일련의 단열과정을 수행하는 계를 예로 들면, 단열과정이기 때문에 어떠한 열전달도 없지만 일 작용을 가질 수는 있다. 오븐 속의 구운 감자를 예로 들어보자. 감자의 총 에너지 증가는 열전달량과 동일하게 된다. 5000J의 열이 감자에게 전달된다면 감자의 에너지 증가도 5000J일 것이다. 하지만 이 결과는 수분 감소처럼 질량전달을 무시했을 경우에 국한된다.
Joule은 일이라는 단위를 만들어 낸 사람이지만 그의 실험은 열역학 제1법칙의 근본을 설명하는데 가장 효과적이기 때문에 열역학 제1법칙은 Joule이 정립했다 해도 과언이 아니다.

참고 자료

열역학-원성필/보성각 출판
기본 열역학-김덕줄 외7 공역/한국맥그로힐 출판
최신 공업 열역학-윤준호, 조시기/학진북스 출판
화학공학 열역학-J.M.SMITH/한티미디어 출판
최신 공업열역학-김영기 외3 공역/오토테크 출판