물리학의 세계에는 시스템에서 열과 작업에 의해 생성되는 변형을 연구하는 부서가 있습니다. 그것은 열역학. 그것은 거시적 수준에서 온도와 에너지의 상태 변수의 변화를 포함하는 과정에서만 발생하는 모든 변환을 연구하는 물리학의 한 분야입니다.
이 기사에서는 열역학 및 열역학 원리에 대해 알아야 할 모든 것을 설명합니다.
주요 기능
고전적인 열역학을 분석하면 거시적 시스템의 개념을 기반으로한다는 것을 알 수 있습니다. 이 시스템은 외부 환경과 분리 된 물리적 또는 개념적 질량의 일부에 지나지 않습니다. 열역학 시스템을 더 잘 연구하기 위해 항상 외부 생태계와의 에너지 교환에 의해 방해받지 않는 물리적 질량이라고 가정합니다.
거시적 시스템의 상태 평형 상태에서는 열역학적 변수라고하는 양으로 지정됩니다. 우리는 이러한 모든 변수를 알고 있으며 온도, 압력, 부피 및 화학 성분입니다. 이 모든 변수는 시스템과 그 평형을 정의하는 것입니다. 화학 열역학의 주요 표기법은 적용된 국제 연합 덕분에 확립되었습니다. 이 단위를 사용하면 열역학 법칙을 작동하고 더 잘 설명 할 수 있습니다.
그러나 평형을 연구하지 않지만 주로 다음과 같은 특징을 갖는 열역학 과정을 분석하는 책임이있는 열역학 분야가 있습니다. 안정된 방식으로 평형 조건을 달성 할 능력이 없습니다.
법
이 원칙은 XNUMX 세기에 비난되었습니다. 그들은 모든 변화와 그들의 진행을 규제하는 일을 담당하고 있습니다. 그들은 또한 진정한 개념을 갖기 위해 실제 한계가 무엇인지 분석합니다. 증명할 수 없지만 경험으로는 증명할 수없는 공리입니다. 열역학의 모든 이론은 이러한 원리를 기반으로합니다. 우리는 3 가지 기본 원리와 원리를 구별 할 수 있지만 이것이 온도를 정의하는 것이고 다른 3 가지 원칙에 내포되어 있습니다.
제로 법칙
우리는이 제로 법칙이 무엇인지 설명 할 것입니다. 이것은 나머지 원칙에 내포 된 온도를 최초로 설명하는 것입니다. 두 시스템이 서로 상호 작용하고 열 평형 상태에있을 때 일부 특성을 공유합니다. 서로 공유하는 이러한 속성을 측정하고 수치를 지정할 수 있습니다. 결과적으로 두 시스템이 세 번째 시스템과 평형을 이루면 서로 평형을 이루고 공유되는 속성은 온도입니다.
따라서이 원칙은 몸체 A는 몸체 B와 평형을 이루고이 몸체 B는 몸체 C와 열 평형을 이룰 것입니다. 그러면 몸체 A와 C도 평형 상태가됩니다. 열의. 이 원리는 서로 다른 온도의 두 물체가 서로 열을 교환 할 수 있다는 사실을 설명합니다. 조만간 두 물체가 동일한 온도에 도달하여 완전한 평형 상태가됩니다.
열역학 제 XNUMX 법칙
몸이 더 차가운 몸에 닿으면 균형 상태로 이어지는 변형이 발생합니다. 이 평형 상태는 차가운 몸을 위해 뜨거운 몸 사이에서 에너지 전달이 강화되기 때문에 두 몸의 온도가 동일하다는 사실에 기초합니다. 이 현상을 설명하기 위해 과학자들은 더 많은 양으로 존재하는 뜨거운 물질이 더 차가운 몸을 통과한다고 가정했습니다. 그것은 열을 교환 할 수 있도록 질량을 통해 이동할 수있는 유체로 생각되었습니다.
이 원리는 열을 에너지의 한 형태로 식별하는 역할을합니다. 물질적 인 물질이 아닙니다. 이렇게하면 칼로리로 측정되는 열과 줄로 측정되는 일이 동등하다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 오늘날 우리는 1 칼로리는 약 4,186 줄입니다.
열역학의 첫 번째 원리는 에너지 보존 원리라고 할 수 있습니다. 열 엔진의 에너지 양은 작업으로 변환되며 에너지를 소비하지 않고 이러한 작업을 생산할 수있는 모든 기계에서 볼 수 있습니다. 이 첫 번째 원칙을 다음과 같이 설정할 수 있습니다. 폐쇄 형 열역학 시스템의 내부 에너지 변화는 시스템에 공급되는 열과 환경에서 해당 시스템이 수행하는 작업 사이에 존재하는 차이와 같습니다.
열역학 제 XNUMX 법칙
이것은 처음에 차가운 몸에서 따뜻한 몸으로 열을 전달하는 순환 기계를 만드는 것이 불가능하다는 것을 말합니다. 우리는 그 결과가 오로지 변화를 수행하는 것은 불가능하다고 말할 수 있습니다. 단일 소스에서 추출한 열을 기계 작업으로 변환하는 것입니다.
이 원칙은 두 번째 종의 잘 알려진 영구 운동이있을 가능성을 부정하는 책임이 있습니다. 우리는 엔트로피 가역 변환이 발생할 때 시스템의 구성은 변경되지 않고 격리 된 상태로 유지됩니다. 우리는 또한 비가 역적 변환이 일어날 때 증가한다는 것을 알고 있습니다.
열역학 제 XNUMX 법칙
이 마지막 원칙은 두 번째 원칙과 밀접한 관련이 있으며 그 결과로 간주됩니다. 이 원칙은 유한 한 수의 변형으로 절대적 존재를 색으로 얻을 수 없음을 확인합니다. 우리는 절대 영도가 도달 할 수있는 최소 온도보다 크지 않다는 것을 알고 있습니다. 단위 켈빈 우리는 그것이 0이라는 것을 알고 있지만 섭씨는 -273.15 도입니다.
또한 온도가 0 켈빈 인 완벽하게 결정질 인 고체의 엔트로피는 0과 같습니다. 이것은 엔트로피가 없다는 것을 의미하므로 시스템이 완전히 안정적입니다. 그것을 구성하는 입자의 해방, 병진 및 회전의 에너지는 0 켈빈의 온도에서 아무것도 아닙니다.
이 정보를 통해 열역학 및 기본 원리에 대해 더 많이 배울 수 있기를 바랍니다.