[물리학] 열현상

1. 기체분자운동론

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① 매우 많은 분자로 구성된 기체, 개별 입자들이, 고적역학 법칙을 따르면서, 끊임없이 무질서하게 움직임
② 부피에 비해 분자 크기는 무시할 정도로 작음
- 분자 간 인력,반발력 무시
 . 밀도가 낮은 기체 분자 간의 힘(인력,척력)은 작으므로, 오직 충돌 만이 분자 간 유일한 상호작용 임

- 입자 간 구별 가능
 . 비록 각 입자의 특성은 동일하지만, 각 입자의 위치,경로,궤적에 의해 서로 구별 가능함
③ 분자 간 상호작용은 오로지 탄성 충돌 만 관여함

2. 내부에너지

- 열역학에서, 계의 내부 에너지는 계가 통째로 움직이면서 생기는 운동 에너지와 위치 에너지를 제외한 계의 모든 에너지

 

3. 일 

W기체 = ∫PΔV

 

- 등적과정 W = 0

- 등압과정 W = PΔV 

- 등온과정 W = nRTln(V나중/V처음) 

- 단열과정 W = -ΔU

 

4. 열량 

Q = ΔU + W 

 

- 단원자 Q = 3/2nRΔT + PΔV 

- 이원자 Q = 5/2nRΔT + PΔV 

- 삼원자 Q = 3nRΔT + PΔV 

- 액체, 고체 Q = cmΔT + 0

- 상태변화 Q = mL 

 

5. 엔트로피 

- 열역학적 계의 유용하지 않은 (일로 변환할 수 없는) 에너지의 흐름을 설명할 때 이용되는 상태 함수

- 무질서도’라고도 말하는 엔트로피는 원래 온도, 압력, 엔탈피 등과 같은 열역학적 성질의 하나로, 열전달량을 절대온도로 나눈 값으로 정의된다 

▲ 두 물체의 에너지와 엔트로피 변화 (출처: 공대생도 잘모르는 공학이야기)

▲ 기체 분자의 자발적인 확산과 혼합