[자연과학] 열역학 - 열역학 제 1법칙과 제 2법칙에 대하여

제 1법칙과 제 2법칙에 대하여

Ⅰ. 열역학 제 1법칙

1-1. 열역학 제1법칙과 제1종 영구기관
?열과 일은 형태가 다르지만 그 본질은 동등한 에너지이며, 열은 일로 변하는 것도, 반대로 일은 열로 변하는 것도 가능하다? 이것이 열역학 제1법칙 (the first law of thermodynamics)이다. 열과 일의 수치적 관계에 대한 SI단위에서는 동일한 단위인 Joule [J]이므로 열량 Q와 일 W는 동일한 수치가 되여 환산할 필요는 없다.
중력단위에서 열량 Q의 단위는 [kcal]이며, 일 W의 단위는 [kgf?m]이므로

윗 식에서 A는 Q와 W에 성립하는 비례상수(constant of propertionality)로서 A를 일의 열당량(thermal equivalent of work)이며, 반면 J를 열의 일당량 (mechanical equivalent of heat)이라고 한다.
1848년에 J. P. Joule은 그 추(weight)가 내려가면서 한일과 이일에 의하여 교반(kneading)되면서 상승되는 물의 온도에 따라 대단히 정밀한 일당량값을 발표하였다.
Joule에 의하면 1[kcal]는 426.8[kgf?m]에 상당하며, 일당량은 Joule의 첫자를 따서 [J]로 표시하였다.

이것은 Q와 W를 공학단위로 나타낸 경우이고, SI단위에는 열이나 일은 단위[J]로 표시하기 때문에 A〓J〓1이 된다.
공 학 단 위
SI 단 위
열 량(quantity of heat)
일(work)
Q(kcal)
W(kgf?m)
Q(J)
W(J)
일의 열당량
열의 일당량
A〓1/427 kcal/kgf?m
J〓427 kgf?m/kcal
A〓J〓1
열역…

1-2 정지된 기체에 대한 열역학 제1법칙적용

1-3 내부에너지와 일반에너지식

① 물체의 분자 운동에너지를 증가하여 온도상승을 시키기 위한 것.

② 물체의 분자 상호사이에 인력(인력)을 극복 한다든지 또한 분자의 집합상태를 변화시키기 위한 것.

③ 물체의 체적을 팽창시켜서 외부에 대한 일(work)을 하기 위한 것.