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17/05/19 17:37
1. 화학에서 말하는 엔트로피라면 통상적으로 하는 표현이 물질의 무질서함 혹은 자유도를 뜻합니다. 간단한 예로 얼음->물->수증기의 상태로 바뀔수록 물 입자의 엔트로피가 증가한다고 보시면 됩니다.(전공자가 아니라서 마음대로 지껄였습니다)
참고로 통계학에서도 엔트로피의 개념이 쓰이기는 합니다만(공식도 비슷합니다), 의미가 약간 다른지라 굳이 적진 않겠습니다(라기보다는 잘 몰라서 못적겠습니다...) 2. 우리가 사는 물질로 이루어진 세상에서 엔트로피의 총량이 항상 증가하는 방향으로 물질의 운동이 이루어진다는 것이 열역학 제2의 법칙입니다. 예를 들어서, 바다 위를 달리는 모터보트가 동력을 얻기 위해 바닷물에서 열을 뽑아내서 그 열에너지로 모터를 움직이고 얼음을 배출해내는 기술의 구현이 가능하다면 우리가 연료를 굳이 싣고 다니지 않아도 될 것입니다(이게 제2종 영구기관의 아이디어라고 알고 있습니다). 하지만 이것은 물질계 전체의 엔트로피가 감소하는 방향이므로(물 -> 얼음) 열역학 제2법칙에 위배되어서 애초에 그런 기술이 존재할 수가 없습니다.(완전히 맞는 예는 아닐 수도 있습니다. 제가 전공자가 아니라서...)
17/05/19 17:43
고립계에서 엔트로피(무질서도)는 항상 증가합니다. 이것이 자연적인 방향이고 이를 거꾸로 바꿀수 없다입니다. 물에 잉크를 한방울 떨어뜨리고 시간이 지나면 물과 잉크는 완전히 혼합되어 버립니다. 이를 다시 물과 잉크 한방울로 환원하기 위해서는 에너지가 필요한데 이 에너지를 만들기 위해서 결국 다른 엔트로피 증가 현상이 발생하게되어서, 결국 고립계 전체적으로 보면 엔트로피가 증가되는 방향으로 나간다는 이야기입니다. 결론적으로 고립계의 완전한 파국이 결정되어 있으며 뒤바꿀수 없다.
17/05/19 18:08
1. 고전열역학에서는 dS=δQrev /T이고, 통계열역학에서는 S=k×lnΩ 입니다.
1-1. 고전열역학 dS=δQrev /T : 엔트로피의 변화량은 가역과정에서 출입한 열량을 온도로 나눈 값입니다. 1-2. 통계열역학 S=k×lnΩ : Ω는 계가 가질 수 있는 상태량을 의미합니다. 계가 가질 수 있는 상태량이 많다는 이야기는 그만큼 무질서하다는 뜻이라고 보면 됩니다. 즉, 이 식에서 엔트로피가 무질서도라는 말이 나오게 됩니다. 2. 간단히 '우주 전체의 엔트로피는 항상 증가한다.'입니다. 좀 더 자세히 알고 싶다면 가역단열과정과 비가역단열과정을 비교하면 됩니다. 가역단열과정의 경우 엔트로피의 변화는 0입니다. 그러나 비가역단열과정의 경우 엔트로피의 변화는 +입니다. (엔트로피는 가역과정에서만 정의됩니다만, 엔트로피는 상태함수이므로 비가역과정을 여러개의 가역과정으로 쪼개어 계산하는 게 가능합니다) 만약 우주가 단열계일 경우 모든 상태변화 과정이 가역과정이라면 엔트로피는 증가하지 않을 겁니다. 하지만 비가역과정이 존재한다면 우주의 엔트로피는 증가합니다. 아시다시피 대부분의 거시적 과정은 비과역가정입니다. 따라서 우주 전체의 엔트로피는 항상 증가한다고 말할 수 있는 것이죠.
17/05/19 18:20
답변 감사합니다..
제가 기초지식이 전혀 없어서 사실 비가역과정 가역과정이라는 말도 감만 잡은 상태라.. 매우 좋은 답변이라고 느껴지는데도 불구하고 설명이 어렵게 느껴지네요..ㅠㅠ 어찌됐든 답변 정말 감사합니다.
17/05/19 18:28
사실 쉽게 설명하기 어려운 이야기입니다. 제가 쓴 건 '쉬운 설명'은 아니고 '간략한 설명'이니 어렵게 느껴지더라도 좌절치 마시길;;;;
제가 항상 쉬운 글을 추구하고 있지만, 엔트로피는... 진짜... 하아... 어려워요;;; 정말 아무것도 모르는 사람이 제대로 알고자 한다면 최소 200페이지는 필요하다고 생각합니다. 가역, 비가역, 상태함수, 경로함수, 단열과정, 등온과정, 등부피과정, 열, 일 등등 개념을 다 짚고 넘어가야 하니까요;;
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