Property , State , Thermodynamic State   상태량, 열역학적 상태

(2023-09-18)

상태 , 상태 변수 , 열역학적 상태량, 열역학적 변수, 열역학적 함수


1. `상태` (state) x 이란?를 특징지우는 한 벌의 변수들(상태량들)의 모임
     - 상태량(x)들의 집합 : x = {x,x,...,x} 
        . 즉, 상태는, 일련의 상태량들에 의해 완벽하게 결정됨

  ㅇ 의 성질들이 시간에 따라 변화되지 않는 고정 값을 갖게되는 거시적 조건
     - 주어진 상태 하에서, 모든 상태량들은 고정된 값들을 갖게됨


2. 열역학적 `상태량` (property)  x를 정량화할 수 있는 거시적 특성 량(量)
     - 상태량인 例) : 에너지,질량,체적,밀도,압력,온도,부피,입자수 등
        . 또한, 점성,열전도도,탄성계수,열팽창계수,전기저항 등도 상태량 임
     - 상태량이 아닌 例) : , 등
        . 열 및 일방향성을 갖는 물리량 임
        . 즉, 과정에 따라 달라지므로, 열역학상태량이 아님
        . 그러나, 열역학은, 계의 상태 변화로 발생하는, 의 양의 분석에 관심을 둠

  ※ 한편, 계의 특성을 나타내는 함수적 표현  ☞ 상태 함수 참조
     - 열역학변수 : 열역학상태를 정의하는 변수
     - 열역학함수 : 열역학상태를 기술하는 함수


3. 열역학상태량의 특징 에너지와 연관됨
     - 例) 비록, 색깔,길이 등도 상태를 나타낼 수 있으나, 열역학상태량은 아님

  ㅇ 두 상태 사이의 변화가 경로와는 무관
     - 주어진 상태에서 물질의 각 상태량 값은 유일하고 명확해야 하고,
     - 그 상태에 도달하는 경로와는 무관함

  ㅇ 대부분의 열역학상태량들은 크게 2개의 상태량에 의존
     - 즉, `압력`과 `온도`라는 두 기본 성질이,
     - 다른 모든 성질들을 결정하기에 충분 함


4. 열역학상태량의 종류

  ※ ☞ 열역학 상태량 종류 참조
     - 종량적 상태량 (Extensive Property)  :  크기 성질
        . 의 크기 or 범위 or 질량에 따라 값이 변하게되는 상태량 (`크기` 변수)
           .. 例) 총 질량, 총 체적, 총 운동량, 총 에너지 등
     - 강성적 상태량 (Intensive Property)  :  세기 성질
        . 의 크기 or 범위 or 질량과는 무관한 상태량 (`세기` 변수)
           .. 例) 온도, 압력, 밀도, 비 체적5. 열역학적 과정, 열역학적 경로 비교

  ㅇ 경로 (path)  ☞ 경로 함수
     - 계의 상태 변화를 일련의 순서로 나열할 수 있는 것 (상태 변화의 추적이 가능함)

  ㅇ 과정 (process)
     - 계의 상태 변화의 결과 만 관심을 갖음 (상태 변화의 추적이 필요없음)
 

6. 열역학에서, 평형상태, 정상상태 비교열역학적 평형상태 (Equilibrium state)
     - 시간에 따라 변하지도 않고, 흐름도 없음
        . 불균형 포텐셜(또는,구동력)이 없는 균형상태

  ㅇ 열역학정상상태 (Steady state)
     - 시간에 따라 변하지 않으나, 흐름은 있음
        . 열역학정상상태 (steady state)
           .. 시간이 변해도 계속 같은 상태에 있는 것 
        . 열역학정류상태 (stationary state)
           .. 변화하는 모양이 일정함

  ※ 한편, 화학반응,원자핵반응 등 비 평형상태에 대해서는,
     - 열역학적으로 거의 고려하지 않음

열역학 상태,과정,경로
   1. 열역학 상태   2. 상태량 종류 (종량적, 강성적)   3. 상태 방정식   4. 상태함수,경로함수   5. 열역학 과정,경로   6. 단열 과정  


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