【열역학】 0강. 열역학의 역사

0강. 열역학의 역사

 

추천글 : 【열역학】 열역학 목차 

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1. 19세기 이전 [본문]

2. 19세기 이후 [본문]

3. 줄의 실험 [본문]

4. 열역학 제1법칙 [본문]

5. 1824년 [본문]

6. 열역학 제2법칙 [본문]

7. 열역학적 함수 [본문]

8. Maxwell의 도깨비 [본문]

9. 볼츠만 엔트로피 [본문]

10. 양자 통계역학 [본문]

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1. 19세기 이전 [목차]

⑴ Δq와 Δw가 다르다고 생각

⑵ Δw는 직접 닿은 물체끼리 작용 (기계적 작용)

⑶ Δq는 열소(phlogiston) 이동으로 (열 작용)

 

 

2. 19세기 이후 [목차]

⑴ 18C의 산업혁명에 의한 영향

⑵ 18C 라이프니츠의 활력 보존 원리가 학계에 받아들여짐

⑶ 열기관이 연구되면서 열 작용의 동력에 대한 연구가 진행

⑷ “열 → 기계적”으로의 변환

 

 

3. 줄의 실험 (1842-1850) [목차]

⑴ 기계적 작용으로 열 발생 및 일당량 (1 cal = 4.2 J) 계산 (1842)

⑵ 전류의 일로 마찰 운동을 시킨 뒤 줄어 든 동력이 마찰열임을 규명 (1850)

⑶ “기계적 → 열”로의 변환

 

 

4. 열역학 제1법칙 (1850) [목차]

⑴ 헬름홀츠, 마이너가 “에너지 보존” 제시

⑵ 클라우지우스가 1법칙 정립(1850)

⑶ 에너지 및 계(특히 고립계)의 개념 등장

 

 

5. 1824년 [목차]

⑴ 산업혁명 초 카르노는 “열의 동력에 대 한 고찰”에서 카르노 순환을 제시

⑵ 100%의 효율을 가지는 열기관은 없음

 

 

6. 열역학 제 2법칙 (1850~1865) [목차]

⑴ 클라우지우스는 카르노 기관의 효율을 분석하면서 다음과 같은 식을 얻음

 

 

⑵ 클라우지우스와 켈빈은 이를 열역학 제 2법칙으로 정식화

 

 

7. 열역학적 함수 (19세기 중반) [목차]

⑴ 엔탈피 : “dH = dq”라는 이점으로 도입

⑵ Gibbs 자유에너지 (2법칙과 관련)

 

 

⑶ Helmholtz 자유에너지 (1법칙과 관련)

 

 

 

8. Maxwell의 도깨비 [목차]

⑴ Maxwell은 열역학 제 2법칙에 위배되는 사고실험을 하였음

⑵ 이는 도깨비가 분자에 대한 정보를 얻는데 있어 엔트로피를 증가시키게 됨

 

 

9. 볼츠만 엔트로피 [목차]

⑴ 1868년 볼츠만은 멕스웰의 이론을 보완, 속력분포곡선, 볼츠만 상수를 얻음

⑵ 확률적으로 열역학 제 2법칙을 증명 (볼츠만의 H 정리, S=k log w)

⑶ 볼츠만의 H 정리는 거센 비판을 받았는 데 1900년 막스 플랑크가 새로운 복사이론을 제기하면서 서서히 수용

⑷ 통계적 엔트로피는 분자의 가능한 배열 의 경우의 수와 관계된다. 완전 결정의 경우 절대 영도에서 엔트로피는 0이 됨 (열역학 제 3법칙)

 

 

10. 양자 통계역학 [목차]

⑴ 볼츠만이 완성시킨 이전까지의 통계역 학을 고전 통계역학이라고 함

⑵ 소립자를 통계역학의 대상으로서 파동 의 성질까지 같이 고려함

⑶ 애니온 통계, 페르미-디렉 통계

⑷ 요동 정리처럼 고전과 차이가 있음

 

입력: 2013.08.21 19:47