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--- 물리:열역학_제1법칙 [2016/08/12 16:50] – admin
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 ======개요======
 열역학 1법칙은 에너지 보존을 기술한다.
-즉 계의 에너지 변화  $dU$ 는 계에 들어온 열  $\delta Q$ 와 계가 행한 일  $\delta W$ 의 합이다:
+즉 계의 [[물리:내부 에너지]] 변화  $dU$ 는 계에 들어온 [[물리:열]]  $\delta Q$ 와 계가 행한 일  $\delta W$ 의 합이다:
  $dU = \delta Q + \delta W.$
 여기에서  $d$ 는 완전미분,  $\delta$ 는 불완전미분의 뜻으로 사용되었다.
 다른 말로 하면,  $U$ 는 상태함수이지만  $Q$ 와  $W$ 는 경로에 의존하는 양이어서 상태함수가 아니다.
-우리가 거시적인 세상에 살고 있기 때문에 열과 일이 구분된다.
+우리가 거시적인 세상에 살고 있기 때문에 [[물리:열]]과 일이 구분된다.
 아주 단순화해서 말할 경우, 똑같은 운동 에너지를 가진 계라고 할지라도
 기체 분자들이 같은 방향으로 움직인다면 그것은 일로 나타나고,
-서로 무작위한 방향으로 움직인다면 열로 나타날 것이다.
+서로 무작위한 방향으로 움직인다면 [[물리:열]]로 나타날 것이다.
 기체 분자가 단 한 개라면 이 둘의 구분은 무의미하다.
-매순간 거시변수가 잘 정의되게끔 기다려가면서 충분히 천천히 움직인다면, 온도  $T$ 와 [[물리:엔트로피]]  $S$ 에 대해  $\delta Q_{\rm rev} = T dS$ 를 얻는다. 비가역적으로 움직이는 것까지 허용한다면  $\delta Q$ 는 이  $\delta Q_{\rm rev}$ 보다 작거나 같다. 예컨대 온도  $T$ 의 열 저수조에 붙어있는 계를 생각해보자. 전체 계는 열적으로 고립되어 있어서  $\delta Q$ 가 계로 흘러들어오면 전체 [[물리:엔트로피]] 변화량은 [[물리:열역학 제2법칙:]]에 의해
+매순간 거시변수가 잘 정의되게끔 기다려가면서 충분히 천천히 움직인다면, 온도  $T$ 와 [[물리:엔트로피]]  $S$ 에 대해  $\delta Q_{\rm rev} = T dS$ 를 얻는다. 비가역적으로 움직이는 것까지 허용한다면  $\delta Q$ 는 이  $\delta Q_{\rm rev}$ 보다 작거나 같다. 예컨대 온도  $T$ 의 [[물리:열 저수조]]에 붙어있는 계를 생각해보자. 전체 계는 열적으로 고립되어 있어서  $\delta Q$ 가 계로 흘러들어오면 전체 [[물리:엔트로피]] 변화량은 [[물리:열역학 제2법칙:]]에 의해
  $dS_{\rm tot} = dS - \frac{\delta Q}{T} \ge 0$ 이어야 한다. 이를 정리하면  $\delta Q \le T dS = \delta Q_{\rm rev}$ 임을 확인할 수 있다.
 [[:물리:준정적과정|충분히 천천히 움직임]]으로써 과정 전체에 걸쳐 [[물리:엔트로피]]의 변화량을 우리가 원하는 만큼 작게 만들 수 있다. 따라서 그 극한에서 이는 가역 과정을 의미한다.
-마찬가지로 가역 과정을 거쳐 열을 받아들인다면, 압력  $p$ 와 부피  $V$ 에 대해  $\delta W_{\rm rev} = -p dV$ 의 관계를 얻는다. 여기에서 음의 부호는 우리가 계의 입장에서 생각하기 때문이다. 부피가 증가하면( $dV>0$ ) 계가 외부로 일을 행하면서 에너지를 잃는다.
+마찬가지로 가역 과정을 거쳐 [[물리:열]]을 받아들인다면, 압력  $p$ 와 부피  $V$ 에 대해  $\delta W_{\rm rev} = -p dV$ 의 관계를 얻는다. 여기에서 음의 부호는 우리가 계의 입장에서 생각하기 때문이다. 부피가 증가하면( $dV>0$ ) 계가 외부로 일을 행하면서 에너지를 잃는다.
 따라서 가역과정을 거치는 한
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  $dU = TdS - pdV.$
 열역학 전반에 걸쳐 이 식만큼은 암기하는 것이 좋다.
+[[물리:큰바른틀 모둠]]의 관점에서 입자의 개수  $N$ 이 변하는 상황을 기술할 수도 있으므로
+이에 따른 [[물리:내부 에너지]] 변화까지 포함해
+ $dU = TdS - pdV + \mu dN$
+으로 적는 것도 일반적이다. 이 때 변수  $\mu$ 는 [[물리:열역학 퍼텐셜|화학 퍼텐셜]]이라고 부른다.
 ======함께 보기======
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 [[물리:열역학 제3법칙]]
+[[물리:열역학 퍼텐셜]]
+======참고문헌======
+  * Greiner, Neise, and Stöcker, //Thermodynamics and Statistical Mechanics// (Springer, New York, 1995), p. 16.