이번에는
지난번 엔트로피의 개념에 이어서
가역과정과와 비가역과정에 대해서
포스팅 하도록 하겠습니다.
※ 이번 포스팅의 소제목 내부링크
1. 가역과정
가역과정는
어떠한 원인으로 인하여
변화된 것이 이전의 상태로 되돌릴 수 있는 변화를 뜻합니다.
(역이라는건 반대라는 거죠, 그것이 가능한 변화라는 의미입니다.)
2. 비가역과정
비가역과정는
어떠한 원인으로 인하여
변화된 것이 이전의 상태로 되될릴 수 없는 변화를 뜻합니다.
우리 주변의 현상이
전부 비가역현상이라고 보시면 됩니다.
3. 가역/비가역과정의 이해
예시 2가지를 들겠습니다.
예시 1) 잉크 확산
파랑잉크를 물에다 떨어뜨리면
잉크가 물에 확산이 되어 물이 파랗게 변할 것입니다.
그러면 다시 원래대로
투명한 물로 만들 수 있을까요?
가능하지만, 인위적으로 추가적인 에너지를 사용해야합니다.
즉, 자연상태에서
다시 투명한 물로 만드는 것은 불가능합니다.(비가역변화)
그것이 가능하면 가역변화입니다.
예시 2) 열의 고온에서 저온으로의 이동
열은 고온에서 저온으로 이동합니다.
왜냐하면 고온에서 에너지가 많기 때문입니다.
그냥 뜨거운 물을 자연상태에서 식히면,
식힌 상태의 물과 공기중으로 빠져나간 열이 존재할 것입니다.
근데 이것을 자연상태에서 다시 되돌릴 수 있을까요?
공기중으로 빠져나간 열이 자연적으로 저온물체에 다 들어가야 가능한건데,
자연상태에서는 절대 불가능합니다.
4. 엔트로피 개념정리
따라서,
온도와 엔트로피 함수에서
열은 다음과 같이 그래프로 정의할 수 있습니다.
1번상황에서 2번상황으로 변화가 있다면,
다시 되돌릴 수 있는 것은 가역변화입니다.
하지만, 자연상태에서 불가능하고
추가적으로 에너지를 소모해야 합니다.
다시 되돌렸을 때, 그 에너지는 이제 쓸 수 없는 상태(에너지 손실)이고,
그래프 면적을 엔트로피 값입니다.
하나 더 짚고 넘어가자면,
2번에서 1번으로 갈 때의 그래프가 직선이면 더 면적이 감소할 것입니다.
이것으로 알 수 있는게 있습니다.
에너지 변화는 경로함수입니다.
더 심화적인 것은 다른 카테고리에서 다루겠습니다.
다음에는 열효율에 대해서 포스팅 하겠습니다.
5. 열효율의 개념과 이해 (링크)
열효율은 일반기계기사에서도, 실무적으로도
중요하니, 자세한 것은 링크를 참조하기 바랍니다.
앞으로도 엔지니어에게 좋은 지식과 정보를 이해하기 쉽게 글을 포스팅하겠습니다. (By. 요르문간드)
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