[열역학] 열역학 제 2법칙

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열역학 제1법칙이 과정의 전과 후에서의 에너지를 양적(量的)으로 규제하고 있는 데 대하여, 제2법칙은 에너지가 흐르는 방향을 규제하는 성격을 띠고 있다. 이 법칙에 의하면 열은 고온부에서 저온부로 흐르는 것이며 저온부에서 고온부로 흐르지는 않는다. 자연현상 가운데는 이와 같은 비가역적 과정이 많다. 예컨대 마찰에 의한 열의 발생, 기체의 확산 등은 주위에 아무 변화도 주지 않고, 이것을 역으로 진행시켜 원래의 상태로 되돌릴 수는 없다. 또 열기관에서는 고온의 열원에서 열을 얻어 이 열의 일부를 냉각기 같은 저온열원으로 흘려보내는 과정에서만 일을 할 수 있고, 고온에서 얻은 열을 전부 일로 바꿀 수는 없다. 따라서 다만 하나의 열원에서 열을 받아 이것을 일로 바꾸되 그 외에 어떤 외부의 변화도 일으키지 않는 열기관, 즉 제2종 영구기관은 원리적으로 제작이 불가능하다고 할 수 있다.
한편 물체의 상태만으로 결정되는 엔트로피라는 양을 정의하고, 이것으로 제2법칙에 대해, ‘열의 출입이 차단된 고립계에서는 엔트로피가 감소하는 변화는 일어나지 않고 항상 엔트로피가 증가하는 방향으로 변하고, 결국에는 엔트로피가 극대값을 가지는 평형상태에 도달한다’고 할 수 있다.

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