7. 열역학 2법칙=자연법칙

7.1. 개요

1) 열은 자연적으로는 저온체에서 고온체로 흐르지 않으므로 반드시 일의 소비가 따른다.

2) 열이 일로 변하기 위해서는 온도의 저하가 있어야 한다.

3) 사이클 과정에서 열이 모두 일로 변화할 수는 없다.

4) 비가역 과정을 한다.

7.2. Clausius의 정의
“열은 그 자신만으로는 저온의 물체에서 고온의 물체로 이동될 수 없다.”
1) 열을 소비하지 않고 열을 저온에서 고온체로 이동시키는 것은 불가능하다. 즉, 열은 그 자체로서는 다른 물체에 아무런 변화도 주지 않고 저온의 물체에서 고온의 물체로 이동하지 않는다.

2) 열은 자연적으로는 저온체에서 고온체로 흐르지 않는다.

3) 성적계수가 무한대인 냉동기는 불가능하다.

7.3. Kelvin의 정의
“외부에 어떠한 영향을 남기지 않고, 한 사이클 동안에 계가 열원으로부터 받은 열을 모두 일로 바꾸는 것은 불가능하다.”
1) 열기관이 동작유체에 의해 일을 발생시키려면 공급열원보다 더 낮은 열원이 필요하다.

2) 열기관이 열을 일로 바꾸려면 반드시 열을 공급하는 고열원과 열을 방출하는 저 열원이 필요하다. 즉, 온도차가 필요하다.

3) 열을 일로 바꾸는 데는 온도차 외에 동작물질이 필요하다. 동작물질이 고열원에서 열을 받아 체적 팽창에 의해 열의 일부를 일로 바꾸고 나머지 열은 저 열원으로 방출한다.

4) 사이클 과정에서 열이 모두 일로 변화할 수는 없다.

5) 효율 100%인 기관은 존재할 수 없다.


7.4. Ostwald의 정의
“자연계에서 아무런 변화도 남기지 않고 어느 열원에서 열을 계속해서 일로 바꾸는 기관은 존재하지 않는다. 즉, 제2종 영구기관을 만들기는 불가능하다.”


7.5. 제2종 영구기관 이란?
한 열원으로부터 에너지를 공급받아 아무런 변화도 남기지 많고 계속해서 이 에너지를 모두 일로 바꿀 수 있는 기관


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