[기계공학과 지거국 전공면접 알짜배기 90선]

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없음

본문내용

QUESTION)★★★
열역학 제 2법칙 설명 (각 항의 물리적 의미 설명) [ㅎㄱ대][ㅈㄴ대]

HINT)
정의적고 엔트로피 증가의 원리 증명하고, 캘빈플랭크서술 클라지우스서술 적었음.

ANSWER)
열역학 제2법칙은 에너지 방향성의 법칙입니다.
에너지가 양뿐 아니라 질을 가지고 있으며 실제과정은 에너지의 질을 저하시키는 방향으로 진행된다는 것입니다.
이를 설명하는 또 다른 표현으로 클라지우스의 표현이 있습니다.
이는 외부에 어떠한 변화도 남기지않고 열을 저온에서 고온으로 이동시키는 순환과정은 불가능함을 설명합니다.
또 열역학 제2법칙을 설명하기 위해 엔트로피란 개념이 필요한데,
엔트로피는 하나의 시스템에서 더 이상 일할 능력이 없는 열에너지의 척도입니다.
즉 시스템 내의 무용 에너지의 척도입니다.
이 엔트로피를 알기위해서 클라지우스 부등식을 살펴봐야 합니다.
(사이클적분)δQ/T<=0 이고, 이 부등식은 가역,비가역 모든 사이클에 적용 됩니다.
미소 열전달을 경계면의 절대온도로 나눈값의 사이클적분입니다.
이 식을 내적가역인것으로 가정하여 따져봤을때, (사이클적분)(δQ/T)int rev=0으로 쓸수 있습니다.
사이클적분이 0인 양은 단지 상태에만 의존하고 과정의 경로와 무관하므로 상태량입니다.
즉 (δQ/T)int rev는 미분 형태로 표현된 어떤 상태량이어야 하는데, 이 양이 바로 엔트로피 dS입니다.
ΔS=S2-S1=(사이클적분)[2 1](δQ/T)int rev 입니다.
여기서 상태1을 기준상태 즉 S1=0으로 하면 어떤 상태의 엔트로피 값을 결정할수 있습니다.
마지막으로 엔트로피 증가의 원리를 설명하겠습니다.
엔트로피 증가의 원리란 고립계의 엔트로피는 하나의 과정중에 항상 증가하며,
극단적 경우인 가역과정중에는 일정함을 의미합니다.
식으로 증명해보자면,
일단 TS선도에서 임의의 가역 또는 비가역 과정인 과정1-2와 내적 가역과적인 과정2-1을 생각해봅니다.