물리화학 및 실험 레포트, 열역학 제1법칙, 엔탈피와 열역학 제2법칙, 엔트로피에 대한 이해

소개

물리화학 및 실험 과목 레포트입니다.
엔탈피, 엔트로피, 열역학제1법칙, 열역학제2법칙를 주제로한 레포트 입니다.
총 7페이지 분량입니다.

목차

1. 열역학 제1법칙
가. 줄(Joule)의 실험장치
나. 열역학 제 1법칙
다. 4가지 열역학 과정

2. 엔탈피
가. 정의
나. 수식

3. 열역학 제2법칙
가. 정의
나. 등가적 표현

4. 엔트로피
가. 엔트로피의 등장
나. 정의
다. 수식

본문내용

1.1. 줄(Joule)의 실험장치

1845년, 영국의 물리학자 줄이 외부의 일과 열량과의 관계를 측정을 통해 얻을 수 있도록 고안한 실험 장치이다. 가운데 물을 채워놓은 수조 속에서 자유롭게 회전할 수 있는 프로펠러를 넣어둔 뒤 외부의 움직임에 의해 프로펠러가 돌아갈 수 있게 만들었다. 수조에 도르래와 추를 연결하여 중력에 의해 추가 아래로 떨어지면, 프로펠러가 돌아가면서 물을 휘저을 수 있다. 추가 더 높은 곳에서 더 많이 내려갈수록 프로펠러는 더 많이 회전하여 물을 휘저어놓게 되고, 이는 마찰열로 발생하여 물을 데워 물의 온도를 증가시킨다. 이때 물의 온도변화는 물이 얻은 열량이 되며 이것은 추의 운동력과 비례한다. 물체의 마찰로 발생한 열량은 추가 낙하하면서 한 일의 양에 정확히 비례한다. 이 실험을 통해 힘은 전환될 때 사라지거나 생기는 것이 아니라 100% 전환만 일어난다는 사실을 알 수 있다. 이는 오늘날 에너지 보존 법칙으로 알려진다.

1.2. 열역학 제 1법칙

열역학 제1법칙 (에너지 보존의 법칙) : 어떤 계의 내부 에너지의 증가량은 계에 더해진 열에너지에서 계가 외부에 해준 일을 뺀 양과 같다.

열역학 제1법칙을 수식으로 나타내면 다음과 같다.

TRIANGLE U=q+w#
```````````````=q-p TRIANGLE V#
BECAUSE w=F TIMES d=-P TIMES A TIMES d=-P TRIANGLE V#
#
ATT P= {F} over {A}

U: 기체의 내부에너지 변화량
q: 기체가 외부로부터 받은 열량
w: 피스톤이 기체에 한 일
p:피스톤에 가해진 압력
V: 부피

F: 힘(Force)
d: 거리(distance)
A: 면적

위 그림은 기체가 외부의 열에 의해 피스톤을 밀어내는 팽창의 일을 표현한 것이다. 에너지는 소실되거나 생성되지 않으므로 기체의 내부에너지 변화량은 외부로부터 받은 열량과 피스톤이 기체에 한 일의 합이 된다.

참고자료

· 없음