열과 열역학 법칙
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기체가 외부에하는 일을 설명할 수 있다.
열기관이 외부와 열과 일을 주고받아 열기관 내부 에너지가 변화됨을 설명 할 수 있다.
열역학 법칙을 이해한다.
열: 이동한 분자운동 e
온도 : 분자운동e 척도 따라서 온도는 = 운동에너지
섭씨c
절대k : 이상적으로 분자 운동에너지가 없는 온도 c+273
기체의 분자 운동e의 총합 = 내부에너지(u) u비례t 이유는 온도가 분자운동 에너지에 비례하기 때문에 당연.
열이동 : 열량(q)[j]
열평형이란 접촉한 물체의 온도가 같아 졌을 때 열평형이라고 한다.
기체의 상태변수 : p(압력 v부피 n개수 몰 t온도 f=pa 몰=6.0 10^23
이상기체 상태 방정식
pv= nrt 보일 샤를 법칙 이상기체 상태방정식
아보가드로 법칙 0도 1기압 = 22.4l = 1몰
중요한 것은 여기서 공부할 때 이상기체를 이용하여 뭔가를 익히는데 집중해야하는데
열역학 파트에서 나는 현실에 비유할려고 한다.
가령 압력이 올라가서 팽창을 할 때
이상기체는 분명 온도에 비례해서 팽창하기 때문에 그것만 고려해주면 되는데
외부의 압력까지 고민하려고 하여 잡생각이 끼어든다.
계산도 외부의 기압이나 온도를 고려해주면 열평형 상태를 고려하게 되기 떄문에 물리1에서 요구하는 조건에서 오류가 발생하게 된다.
여기서는 심플하게 요구하는 기체 내부의 상태에만 적용되며 아이러니하게 외부의 기압은 고려사항이 아니다.
따라서 온도가 올라감에 따라 외부에서 압력이 어떻든 간에 온도에 비례ㅎㅐ서 팽창하거나 온도가 올라가는 것이다.
여기서 예외사항이라면 오직 밖으로 일을 해준것 그리고 일을 받은 것 두가지만을 고려해주면 된다.
결국 팽창을해도 밖으로 일을 해주기 때문에 내부에너지의 증가량과 별개로 더 많은 열량이 필요하게된다.
그럼에도 온도는 pv이니 열량이 내부에너지의 변화와 비례하지 않는다.
순환과정에서 p-v 그래프.
알짜일. 한w=받w(닫힌 면적) 순환과정에서 한 일.
이상 열역학 제 1법칙의 내용이었고
등적 등온 등압 단열과정이 있는데 이 내용은 결국 외부는 신경쓸 필요가 없다.
등적일 경우 외부에 하는 일이 없기 떄문에 압력의 변화에 따라 온도가 올라간다는 내용이고
등압의 경우 압력이 같지만 외부에 일을 하거나 받기 때문에 열량이 내부에너지 증감보다 더 많이 필요하거나 더 적게 필요하다. 부피가 증가할 경우 = 외부에 일을함으로 더 많은 열량을 부피가 감소할 경우 외부에서 일을 받기 ㅓ때문에 더 적은 열량이 필요하다.
등온의 경우 온도가 같음으로 내부에너지는 유지되지만 팽창을 함에 따라 일을 하기 위해 열량이 필요하고 부피가 줄어들경우 열을 방출하게된다.
단열과정의 경우 열출입이 없는 만큼 팽창에 내부에너지를 사용 온도가 낮아지고 반대로 압축이 될 경우 온도가 높아지게 된다.
이 내용에서 중요한건 이상기체가 외부의 상황과 별개로 필요한 만큼 에너지를 가져오거나 방출 할 수 있다는 기준이 있기때문에 딱 물체 내부상황만을 보고 계산 할 수 있기 때문이다.
마치 역학적에너지에서 조건에 마찰력이 없는 상황을 가정하는 것과 같이 내용에 들어가지 않지만 외부의 상황을 고려할 필요가 없는 것을 전제로 생각하면된다.
열역학 제 2 법칙 : 자연현상의 방향성은 비가역적(원래대로 돌아가지 않는다)이다.
1. 고온에서 저온으론 이동하지만 저온에서 고온으로 이동하진 않는다.
2. 열->일(역e) 하지만 열을 일로도 일을 열로도 바꿀 수 있지만 100%돌릴 수 없다. = 열효율이 100%인 열기관은 불가능
3.엔트로피(무질서도)는 증가하는 방향으로 발생한다. = 자연현상은 확률이 큰 쪽으로 발생한다.
x열기관 : 오토기관 디젤 증기 가스터번 카르노 기관을 통칭
열 -> 일로 변화시킨다. 출제 : 순환과정 해석.
순환과정 에서는 알짜일만큼 일을 한다. 1회전당 내부에너지는 같다.
귀찮은데 문풀하러 가야겠다.
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