[열역학]1장.개론(계의 종류, 열량, 열역학 제 0법칙)

계의 종류는 크게 3가지로 개방계, 밀폐계, 절연계 이렇게 나뉜다.

Open, Closed, Isolated system를 해석한 것으로 절연계는 고립계라고도 불린다.

 

이것을 나누는 기준은 질량유동이 있는가, 에너지의 교환이 있는가 이 두가지로 본다.

 

개방계는 둘다 가능하다는 것.

밀폐계는 질량유동은 없으나 에너지의 교환은 있다는 것.

절연계는 둘다 안된다는 것이다.

 

풍선을 예로 들어보자.

풍선을 입으로 불면 공기가 풍선안으로 들어간다. 즉 질랑유동이 있고 들어가는 공기의 온도나 외부의 온도에 의해서 열량이 전달된다 이런게 개방계.

풍선을 입으로 불고 묶은다음에 놔둬보자. 풍선 안으로 질량이 들어갈 수 없다. 하지만 주변의 공기온도에 따라 풍선 내부의 온도가 달라질 수 있다 이런게 밀폐계

공기가 찬 풍선을 우주에 놔두자 (진공상태) 그러면 질량유동도 없고, 매질 또한 없기에 온도도 변하지 않는다. 이런것이 절연계이다.

 

하지만 풍선을 진공상태에 놔버리면 압력차에 의해 풍선이 부풀어 질 것이고 이에따라 내부의 공기가 유동을 하게된다.

그럼 유동에너지(일)이 발생하기 때문에 사실 에너지의 소모가 발생한다. 즉 절연계는 있을 수 없는 상황이다.

 

다음으로 열량에 대해 살펴보자.

열량 Q=mCdT이다. m:질량, C:비열 dT:온도차이

dT=T2-T1으로 기존온도 T1, 나중온도 T2이다.

즉 온도차가 클수록 열량이 큰것이다.

열량은 열전달량으로 생각하면 되기에 온도차 클수록 크다는 것이 이해가 될것이다.

 

C는 비열로 재료마다 각각 값이 다르다.

숟가락을 라이터로 30초간 지진다음 몸에 대보면 고통스럽다.

물 한컵을 30초간 지진다음 몸에 대보면 그냥 물이다.

 

이렇게 재료마다 비열이 다르다.

 

마지막으로 열역학 제 0법칙

0법칙은 온도 평형의 법칙이라고 불린다.

A라는 물체와 B라는 물체를 붙여보자. 

두개의 기존온도가 다르더라도 나중엔 결국 같아진다. 

이렇게 온도가 평형하게 된다는 것을 말하는 법칙이다.

 

이상으로 포스팅을 마치겠다.