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물리:열역학_제1법칙 [2016/08/12 16:50] – admin | 물리:열역학_제1법칙 [2023/09/05 15:46] (current) – external edit 127.0.0.1 | ||
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======개요====== | ======개요====== | ||
열역학 1법칙은 에너지 보존을 기술한다. | 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 |
$$dU = \delta Q + \delta W.$$ | $$dU = \delta Q + \delta W.$$ | ||
여기에서 $d$는 완전미분, | 여기에서 $d$는 완전미분, | ||
다른 말로 하면, $U$는 상태함수이지만 $Q$와 $W$는 경로에 의존하는 양이어서 상태함수가 아니다. | 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 |
아주 단순화해서 말할 경우, 똑같은 운동 에너지를 가진 계라고 할지라도 | 아주 단순화해서 말할 경우, 똑같은 운동 에너지를 가진 계라고 할지라도 | ||
기체 분자들이 같은 방향으로 움직인다면 그것은 일로 나타나고, | 기체 분자들이 같은 방향으로 움직인다면 그것은 일로 나타나고, | ||
- | 서로 무작위한 방향으로 움직인다면 열로 나타날 것이다. | + | 서로 무작위한 방향으로 움직인다면 |
기체 분자가 단 한 개라면 이 둘의 구분은 무의미하다. | 기체 분자가 단 한 개라면 이 둘의 구분은 무의미하다. | ||
- | 매순간 거시변수가 잘 정의되게끔 기다려가면서 충분히 천천히 움직인다면, | + | 매순간 거시변수가 잘 정의되게끔 기다려가면서 충분히 천천히 움직인다면, |
$dS_{\rm tot} = dS - \frac{\delta Q}{T} \ge 0$이어야 한다. 이를 정리하면 $\delta Q \le T dS = \delta Q_{\rm rev}$임을 확인할 수 있다. | $dS_{\rm tot} = dS - \frac{\delta Q}{T} \ge 0$이어야 한다. 이를 정리하면 $\delta Q \le T dS = \delta Q_{\rm rev}$임을 확인할 수 있다. | ||
[[: | [[: | ||
- | 마찬가지로 가역 과정을 거쳐 열을 받아들인다면, | + | 마찬가지로 가역 과정을 거쳐 |
따라서 가역과정을 거치는 한 | 따라서 가역과정을 거치는 한 | ||
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$$dU = TdS - pdV.$$ | $$dU = TdS - pdV.$$ | ||
열역학 전반에 걸쳐 이 식만큼은 암기하는 것이 좋다. | 열역학 전반에 걸쳐 이 식만큼은 암기하는 것이 좋다. | ||
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+ | [[물리: | ||
+ | 이에 따른 [[물리: | ||
+ | $$dU = TdS - pdV + \mu dN$$ | ||
+ | 으로 적는 것도 일반적이다. 이 때 변수 $\mu$는 [[물리: | ||
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======함께 보기====== | ======함께 보기====== | ||
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+ | ======참고문헌====== | ||
+ | * Greiner, Neise, and Stöcker, // |