열역학 법칙의 개념

열역학 법칙의 개념

열역학 법칙은 물리적 시스템에서 에너지의 변화를 설명하는 기본 원리입니다. 열역학 법칙의 개념에 대해서 간략히 알아봅시다. 
 
열역학 제1법칙
열역학 제1법칙은 에너지 보존의 법칙으로도 알려져 있습니다. 에너지는 생성되거나 파괴될 수 없으며, 오직 한 형태에서 다른 형태로 변환될 수 있다고 말합니다. 이 법칙은 열역학에서 모든 에너지 계산의 기초를 형성합니다.
간단히 말해서, 이 법칙은 시스템의 내부 에너지 변화가 시스템에 추가된 열에서 시스템이 수행한 작업을 뺀 것과 같다고 말합니다. 수학적으로 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
 
ΔU = Q - W
 
여기서 ΔU는 내부 에너지의 변화, Q는 시스템에 추가되는 열, W는 시스템이 수행하는 작업입니다.
 
열역학 제2법칙
열역학 제2법칙은 분리된 시스템의 총 엔트로피는 항상 시간이 지남에 따라 증가한다고 말합니다. 엔트로피는 시스템의 무질서 또는 무작위의 양을 측정하는 것입니다. 이 법칙은 열 흐름의 개념으로 이해할 수 있습니다. 열은 항상 뜨거운 것에서 차가운 것으로 흐르고, 열을 일로 전환하는 데 100% 효율적인 열 엔진을 갖는 것은 불가능합니다. 열역학 제2법칙은 또한 외부의 에너지원 없이 지속적으로 일을 생산할 수 있는 영구적인 운동 기계를 만드는 것이 왜 불가능한지를 설명합니다.

엔트로피에 대해서는 다음 포스트 참조하세요.
엔트로피(entropy)의 열역학적 정의와 특성
 
열역학 제3법칙
열역학 제3법칙은 절대 영도에 도달하는 것이 불가능하다고 말합니다. 절대온도 0도는 모든 분자 운동이 멈추는 온도입니다. 열역학 제3법칙은 온도 척도의 하한을 제공하고 엔트로피의 개념을 정의하는 데 도움을 줍니다. 제3법칙은 또한 열역학과 양자역학 사이의 연관성을 제공합니다. 양자역학적 효과가 지배적인 극도로 낮은 온도에서 물질의 행동과 관련이 있습니다.
 
열역학의 법칙은 물리적 시스템에서 에너지의 변화와 거동을 설명하는 기본적인 원리입니다. 에너지 전환, 열 흐름, 그리고 다른 온도에서 물질의 거동을 이해하는데 도움이 됩니다.

참고

https://sciencetech.tistory.com/entry/%EC%97%94%ED%83%88%ED%94%BCEnthalpy%EC%9D%98-%EC%A0%95%EC%9D%98%EC%99%80-Gibbs-%EC%9E%90%EC%9C%A0%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80%EC%99%80%EC%9D%98-%EC%B0%A8%EC%9D%B4%EC%A0%90

엔탈피(Enthalpy)의 정의와 Gibbs 자유에너지와의 차이점

https://sciencetech.tistory.com/entry/%EC%97%94%ED%8A%B8%EB%A1%9C%ED%94%BCentropy%EC%9D%98-%EC%97%B4%EC%97%AD%ED%95%99%EC%A0%81-%EC%A0%95%EC%9D%98%EC%99%80-%ED%8A%B9%EC%84%B1

엔트로피(entropy)의 열역학적 정의와 특성