열역학 법칙과 엔트로피 보고서

소개

열역학 법칙과 엔트로피에 대한 내용을 환경생태학 시간에 다루기 위해 제작된 보고서입니다.

목차

1. 에너지법칙
1) 열역학 법칙
1-1) 열역학 제 1법칙
1-2) 열역학의 제 2법칙
2) 엔트로피
2-1) 엔트로피 증대의 법칙

2. 생태계에서의 열역학의 법칙과 엔트로피
1) 생태계와 열역학의 법칙
2) 생태계와 엔트로피
2-1) 自然環境(자연환경)
2-2) 人工環境(인공환경)

3. 구체적으로 발생하는 생태학적 문제들
1) 자원고갈과 빈곤심화
2) 환경오염과 생태계의 파괴

4. 생태학적 문제에 대한 개선방안

5. 고찰

본문내용

1. 에너지 법칙
1) 열역학의 법칙
1-1) 열역학 제 1법칙
열이 에너지의 한 형태라는 사실에 기초를 두어 이제까지 역학적 에너지 계에만 국한해서 생각해 오던 에너지보존법칙을 열 현상에까지 확장한 법칙을 말한다. 간단히 말하면 일과 열이 서로 같은 종류의 양이고 서로 변환되며 그 힘은 보존된다는 에너지 보존법칙이다. 즉, 열과 역학적 에너지를 동등한 입장에서 다루어 이 두 가지 형태의 에너지를 합한 법칙이라고 할 수 있다.
어떤 물질계가 한 상태에서 다른 상태로 변할 때, 그 사이에 얻어진 총 에너지는 외부에서 하여진 역학적 일 W와 외부에서 들어온 열량 Q의 합 W-Q와 같고, 이 값은 초기상태와 나중상태만으로 결정되고 변화과정에는 무관한 양이다.

<중 략>

2) 엔트로피
추상적으로는 물질계의 열적 상태를 나타내는 물리량이라고 할 수 있고, 이론적으로는 물질계가 흡수하는 열량 dQ와 절대온도 T와의 비 dS=dQ/T로 정의한다. 여기서 dS는 물질계가 열을 흡수하는 동안의 엔트로피 변화량이다. 열기관의 효율을 이론적으로 계산하는 이상기관의 경우에는 모든 과정이 가역과정이므로 엔트로피는 일정하게 유지된다. 일반적으로 현상이 비가역 과정인 자연적 과정을 따르는 경우에 이 양이 증가하고, 자연적 과정에 역행하는 경우에는 감소하는 성질이 있다. 그러므로 엔트로피는 자연현상의 변화가 자연적 방향을 따라 발생하는가를 나타내는 척도라고 할 수 있다.

2-1) 엔트로피 증대의 법칙
대부분 자연현상의 변화는 어떤 일정한 방향으로만 진행한다. 즉, 열이 낮은 온도에서 높은 온도로 흐르거나, 아무런 다른 변화 없이 열이 일로 바뀌는 것은 과거에 한 번도 일어난 일도 없고 앞으로도 일어나지 않을 것으로 사실상 확신할 수 있는 일들이다. 그러나 그것들이 이론적으로 불가능하다고 증명된 일은 없다. 따라서 일어날 수도 있지만 그 확률이 극히 낮아서 관측하기 불가능하다고 보는 것이 나을 것이다. 그러므로 열역학 제2법칙이 제시하는 변화의 방향성, 예를 들어 열이 높은 온도에서 낮은 온도로 흐르는 것은 그 방향으로 변화가 일어날 확률이 지극히 높음을 이야기하는 것이다.

참고자료

· 없음