amics ) 에서 시간에 따라 변화하는 열역학적 과정을 연구한다. 열역학 법칙은 매우 일반적인 법칙으로, 관찰하는 대상이나 물질 사이의 상호작용에 상관없이 항상 성립하는 법칙이다. 즉, 관찰하고자 하는 계와 이를 둘러싼 환경 사이에 에너지와 물질 교환이 평형을 이룬다는 사실만 확인되면 항상 적용할 수 있다. 이것에 대한 예로 20세기 초 아인슈타인이 예측한 자발 방출 ( spontaneous emission ) 과 현재 연구 중인 블랙홀 열역학이 있다. 목차 1 열역학의 역사 2 열역학 변수 3 열역학 퍼텐셜 4 열역학 계 5 열역학 법칙 5. 1 열역학 제0법칙 : 열적 평형의 추이성 5. 2 열역학 제1법칙 : 에너지 보존 5. 3 열역학 제2법칙 : 엔트로피의 증가 5.
표 열기관 개발사 연표 교육 맥스웰의 열역학적 표면 에너지 분산으로서의 엔트로피 과학자 베르누이 카르노 클라페롱 클라우지우스 카라테오도리 뒤엠 깁스 헬름홀츠 줄 맥스웰 폰 마이어 온사게르 랭킨 스미튼 슈탈 톰슨 켈빈 남작 워터슨 분류 : 열역학 v. d. e. h 열역학 ( [UNK] 力 學, thermodynamics ) 은 에너지, 열, 일, 엔트로피와 과정의 자발성을 다루는 물리학의 분야다. 통계 역학과 밀접한 관계를 가지며, 그로부터 수많은 열역학 관계식을 유도할 수 있다. 물질이나 에너지를 서로 교환하는 여러 물리계 사이의 열역학적 과정을 다룰 때, 고전 열역학은 그 과정이 완료되는 시간이나 그 과정이 얼마나 빨리 일어나는지에 대해서는 관심을 갖지 않는다.
에너지를 서로 교환하는 여러 물리계 사이의 열역학적 과정을 다룰 때, 고전 열역학은 그 과정이 완료되는 시간이나 그 과정이 얼마나 빨리 일어나는지에 대해서는 관심을 갖지 않는다. " 열역학 " 이라는 용어 대신 평형 열역학이란 용어를 사용하며, 준정적 과정 ( quasi - static process ) 이라는 개념이 매우 중요하다. 준정적 과정은 " 매우 천천히 변하여 " 각 순간마다 " 평형상태 " 로 간주할 수 있는 이상적인 과정을 말한다. 비평형 열역학 ( non - equilibrium thermodynamics ) 에서 시간에 따라 변화하는 열역학적 과정을 연구한다. 열역학 법칙은 매우 일반적인 법칙으로, 관찰하는 대상이나 물질 사이의 상호작용에 상관없이 항상 성립하는 법칙이다. 즉
상태를 n - 차원 공간의 한 점으로 대응시켜 기술할 수 있다. 여기서 n은 상수가 아닌 변수의 개수이다. 통계 역학을 고전 물리학이나 양자 물리학과 결합하여, 이들 변수들 사이의 관계식을 나타내는 상태 방정식을 유도할 수 있다. 가장 간단하고 가장 중요한 상태 방정식은 바로 이상 기체의 상태 방정식이다. p V = n R T { [UNK] displaystyle pV = nRT } 여기서 R { [UNK] displaystyle R } 은 기체 상수다. 혹은 다음과 같이 기술하기도 한다. p V = N k T { [UNK] displaystyle pV = NkT } 여기서 k { [UNK] displaystyle k } 는 볼츠만 상수로, 온도와 에너지 사이의 관계를 나타내는 기본 물리 상수다. 기체상수는 볼츠만 상수를 몰로 나타낸 것이다. 열역학 퍼텐셜 [
열역학적 평형을 이루지 못한다면, 두 계 사이에 에너지나 물질의 알짜이동이 있다. 서로 열역학적 평형을 이루고 있는 두 계는 나중에 다시 접촉하였을 때도 평형을 이룬다. 열역학 제0법칙은 열역학의 근본적인 개념이지만, 이것을 법칙으로 진술하게 된 것은 놀랍게도 열역학의 많은 부분이 완성된 후인 1930년대이다. 이미 열역학 1, 2, 3법칙이 확립되었기 때문에, 열역학의 가장 근본적인 이 개념은 자연스럽게 0법칙의 지위를 얻게 되었다. 여전히 열역학 제0법칙의 지위에 대한 논의가 이루어지고 있다. [ 출처 필요 ] 열역학적 평형은 열적 평형 ( 열교환과 온도와 관계 ) 과 역학적 평형 ( 일교환과 압력 같은 일반화된
케네스 피쳐는 비중심 인자의 개념을 도입하였다. 흔히 여기까지의 역사를 고전열역학의 범주로 불린다. 열역학 변수 [ 편집 ] 일반적인 계의 형태나 계가 만족해야 하는 조건에 따라 계의 상태를 기술하기 위한 변수를 다르게 사용한다. 일반적으로 많이 사용하는 변수는 다음과 같다. 역학적 변수 : 압력 : p { [UNK] displaystyle p } 부피 : V { [UNK] displaystyle V } 통계적 변수 : 온도 : T { [UNK] displaystyle T } 엔트로피 : S { [UNK] displaystyle S } 계를 구성하는 입자의 수가 일정하지 않은 열린 계 ( open system ) 에서는 다음과 같은 두 가지 변수를 더 생각한다. 계의 입자 수 N { [UNK] displaystyle N } 화학 퍼텐셜 ( chemical potenti
G = APV = H - TS } H = G T S = E P V { [UNK] displaystyle H = GTS = EPV } 위에 열거한 열역학 퍼텐셜과 열역학 변수 사이 관계식은 계에 상관없이 성립한다 ; 이 관계식은 계의 구성요소간 상호작용에 무관하게 통계 역학으로부터 자연스럽게 얻을 수 있는 일반적인 관계식이다. 하지만 계의 구성요소 사이의 상호작용이나, 양자역학적인 에너지 준위와 에너지 준위의 축퇴도 ( degeneracy ), 혹은 계의 분배함수를 모른다면, 위 네 가지 열역학 퍼텐셜은 계의 열역학 변수로만으로 완전히 표현할 수는 없다. 하지만 일단 열역학 퍼텐셜 중 하나가 열역학 변수로 완전히 결정된다면, 나머지 세 열역학 퍼텐셜은 위 관계식을 사용하여
일정하지 않은 열린 계 ( open system ) 에서는 다음과 같은 두 가지 변수를 더 생각한다. 계의 입자 수 N { [UNK] displaystyle N } 화학 퍼텐셜 ( chemical potential ) [UNK] { [UNK] displaystyle [UNK] mu } 위에 열거된 역학적 변수들은 근본적인 고전 물리학 혹은 양자 물리학으로 기술할 수 있지만, 통계적인 변수는 오로지 통계 역학으로만 이해할 수 있다. 열역학이 적용되는 대부분의 경우에, 하나 이상의 열역학 변수는 변하지 않는 상수로 간주되고, 나머지 변수들만 변하게 된다. 수학적으로, 이것은 계의 상태를 n - 차원 공간의 한 점으로 대응시켜 기술할 수 있다. 여기서 n은 상수가 아닌 변수의 개수이다. 통계 역학을 고전 물리학이나 양자 물리학과 결합하여, 이들 변수들 사이의 관계식
역학 - Richard Fitzpatrick vdeh물리학의 주요 분야분류 응용물리학 실험물리학 이론물리학 에너지운동 열역학 역학 고전역학 라그랑주 역학 해밀턴 역학 연속체 역학 천체역학 통계역학 유체역학 양자역학 파동장 중력 전자기학 양자장론 상대성이론 특수 상대성이론 일반 상대성이론 전문 분야 가속물리학 음향학 천체물리학 핵 천체물리학 항성물리학 헬리오 물리학 태양물리학 우주물리학 천체입자물리학 원자 분자 광 물리학 계산물리학 응집물질물리학 고체물리학 디지털 물리학 기초공학 재료물리학 수리물리학 핵물리학 광학 기하광학 물리광학 비선형 광학 양자광학 입자물리학 현상학 플라스마 고분자물리학 통계물리학 물리학과 다른 과학 생물리학 심장물리학 생물역학 의학물리학 신경물리학 농업물리학 토양물리학 대기물리학 화학물리학
0법칙의 지위에 대한 논의가 이루어지고 있다. [ 출처 필요 ] 열역학적 평형은 열적 평형 ( 열교환과 온도와 관계 ) 과 역학적 평형 ( 일교환과 압력 같은 일반화된 힘과 관계 ) 과 화학적 평형 ( 물질교환과 화학퍼텐셜과 관계 ) 을 포함한다. 요약 : A와 B가 열평형을 이루고 있고, B와 C가 열평형을 이루고 있다면, A와 C도 서로 열평형을 이룬다. 열역학 제1법칙 : 에너지 보존 [ 편집 ] 열역학 제 1 법칙에 따르면, 단열 과정에서 일교환은 과정 ( process ) 의 구체적인 형태에 상관없이 초기 상태와 최종 상태에만 관계한다. 단열과정에서는 열이동이 없기 때문에, 이것은 에너지 보존 법칙과 동등한 진술이다. 이 법칙은 단열과정하에서 계의
열역학(熱力學, thermodynamics)은 에너지, 열, 일, 엔트로피와 과정의 자발성을 다루는 물리학의 분야다. 통계 역학과 밀접한 관계를 가지며, 그로부터 수많은 열역학 관계식을 유도할 수 있다. 물질이나 에너지를 서로 교환하는 여러 물리계 사이의 열역학적 과정을 다룰 때, 고전 열역학은 그 과정이 완료되는 시간이나 그 과정이 얼마나 빨리 일어나는지에 대해서는 관심을 갖지 않는다. "열역학"이라는 용어 대신 평형 열역학이란 용어를 사용하며, 준정적 과정(quasi-static process)이라는 개념이 매우 중요하다. 준정적 과정은 "매우 천천히 변하여" 각 순간마다 "평형상태"로 간주할 수 있는 이상적인 과정을 말한다. 비평형 열역학(non-equilibrium thermodynamics)에서 시간에 따라 변화하는 열역학적 과정을 연구한다. 열역학 법칙은 매우 일반적인 법칙으로, 관찰하는 대상이나 물질 사이의 상호작용에 상관없이 항상 성립하는 법칙이다. 즉, 관찰하고자 하는 계와 이를 둘러싼 환경 사이에 에너지와 물질 교환이 평형을 이룬다는 사실만 확인되면 항상 적용할 수 있다. 이것에 대한 예로 20세기 초 알베르트 아인슈타인이 예측한 자발 방출(spontaneous emission)과 현재 연구 중인 블랙홀 열역학이 있다.