[열역학]2장. 열역학적 열량과 일량(절대일, 공업일, 열역학 제 1법칙, 엔탈피)

열역학에서 열량은 일량으로 전환된다. 

반대로도 마찬가지이며 이게 열역학 제 1법칙에 관한 것인데 조금 있다 다루기로 하고.

 

먼저 절대일과 공업일이라는 것이 있다.

이름을 어렵게 지었는데 나름대로 다시 정의하면 절대일은 순수유체일, 공업일은 강제일 정도가 되겠다.

 

무슨 말인고 하니 주사기 끝을 막은 실린더를 예로 들어보자.

피스톤을 눌러서 공기를 압축시켜보자.

피스톤을 누르는 힘과 이동거리가 에너지가 되어 유체에 전달된다. 

부피가 작아지고 온도가 상승하고 등등..

 

이건 강제일이다. 즉 공업일이라는 뜻이다.

 

이번엔 피스톤을 누르고 있던 손을 놔보자.

그럼 압축된 공기가 피스톤을 밀어내면서 부피가 다시 커지면서 일을 한다.

순수하게 유체가 한 일이다. 이게 절대일이다.

 

절대일과 공업일을 밀폐계와 개방계로 나누어 생각하는 경우도 있는데 잘못된 것이다.

주사기 실린더 내부는 밀폐계인데, 절대일과 공업일을 동시에 발생시킬 수 있다는 점에서 계의 차이로 일을 구분하는 것은 잘못된거라고 생각하자.

 

다음 열역학 제 1법칙

이건 에너지 보존 법칙이라고 불린다.

중딩때 역학적에너지에서 위치에너지가 줄면 운동에너지가 늘고 운동에너지가 줄면 위치에너지가 커지고 

뭐 이런거랑 같은 것이다.

 

에너지의 종류를 이야기하면 굉장히 많겠지만, 열역학에서는 열량과 일량만 다루니

열량이 줄면서 일량을 늘릴 수 있고, 반대도 된다는 것을 생각하면 된다.

 

그럼 Q=W에서 좀 더 추가해보자.

과정생략하고 결론은 Q=운동E+위치E+내부E+유동E 이렇게 된다.

열역학에선 에너지 종류를 저 정도로 국한시키고 하는듯 하다.

운동E, 위치E는 중딩과정이니 생략하고 내부E는 그냥 온도변화라고 생각하면 편하다.

U=mCvdT라는 식이 있는데 어디서 많이 본 듯 하지않은가?

바로 Q=mCdT이다. Cv라는 것은 정적비열로 부피가 일정한 상태에서의 비열을 뜻한다.

이것이 말하는 것은 부피가 일정하다 -> 이동거리가 없다 -> 유동에너지가 없는 열량을 뜻한다.

즉 온도변화이다.

 

유동E는 1장에서 풍선을 예시로 든것과 같이 유체가 이동하면서 하는 일이 유동에너지이다.

 

 

마지막으로 엔탈피는 H=U+PV이다. U는 내부E, PV는 유동E

즉 Q=운동E+위치E+H(엔탈피) 이렇게 놓을 수도 있는 것이다.

 

이상으로 포스팅을 마치겠다.