Equilibrium   평형, 평형 상태

(2023-09-17)

Thermodynamic Equilibrium, 열역학 평형, 열역학적 평형 상태


1. 평형 (Equilibrium) 이란?

  ㅇ 일반적으로, 물질/물체의 상태 변화를 일으키는 원인들(구동력)이 없을 때를 말함
     - (역학 관점)    모든 들이 정확하게 균형을 이루는 상태
     - (열역학 관점)  순 에너지 흐름이 없는 상태 (의 이동 or 의 작용이 없음)
     - (미시적 관점)  온도,압력,조성의 특정 조합 하에서, 자유에너지가 최소인 상태
     * 쉽게, 
        . 시간에 따라 특성이 변하지 않는 상태
        . 자발적으로 변화하지 않는 상태

  ㅇ 한편, 불균형/불평형 상태 例) 
     - 기계들의 불균형에 의해 의 형태로 에너지 전달이 일어남
     - 온도 차이에 의해 열 전달이 일어남
     - 화학 퍼텐셜 차이에 의해 하나의 상(相)에서 다른 상으로 물질 이동이 발생함


2. (열역학적) 평형 상태의 종류열 평형 (Thermal Equilibrium)
     - 열 흐름에 대한 구동력이 되는 온도차가 없는 상태 (열 흐름 없음)
        . 온도가 계의 전체에 걸쳐 일정 (온도 변화 없음)

  ㅇ 역학적 평형 (Mechanical Equilibrium)
     - 물체에 작용하는 순 이 없을 때 즉, 가속도가 나타나지 않을 때 (가속 없음)
        . 움직이지 않거나 등속 운동 만 함

  ㅇ 상 평형 (Phase Equilibrium)
     - 다상 하에서, 의 경계를 통해 각  간의 이행 속도가 균형을 이룸 (물질 흐름 없음)
        . 한 에서 다른 으로의 물질의 알짜 흐름이 없는 경우
           .. 例) 액화되는 속도기화되는 속도가 같음
        . 한 에서 다른 으로의 변환 없음 (상변화 없음)

  ㅇ 화학적 평형 (Chemical Equilibrium)
     - 사실상, 화학반응이 더이상 일어나지 않음 (더이상의 화학반응 없음)
        . 가역반응에서 순방향 및 역방향의 반응속도가 같을 때, 겉보기 정지상태에 있게 됨
     - 화학 조성의 변화가 없는 경우 

  ※ 위 평형상태를 모두 총칭하여 `열역학적 평형상태`라 함
     - 열역학적 평형/균형 상태 (Thermodynamic Equilibrium state) 이란?
        . 시간에 따라 변하지 않고, 순 흐름 없음
           .. 불균형 구동력이 없는 균형 상태 


3. 한편, 열역학정상상태 (Thermodynamic Steady State) 이란?시간에 따라 변하지 않으나, 열 흐름은 있음
     - 일정한 작용력,구동력이 유지되고 있음


4. 한편, 반도체에서의 평형상태 및 정상상태는?

  ※ ☞ 반도체 평형상태, 반도체 정상상태 참조
     - 반도체 외부 구동력(전위차,전계,자계,온도차, 등)의 존재 유무 또는 일정 여부로 구분


5. 한편, 평형 조건은?열 평형,역학적 평형의 조건은, 쉽게 알 수 있지만, 
     - 상 평형화학적 평형은, 좀더 복잡한 조건을 갖음

공통/유사어(ㅍ~ㅎ)
   1. 파라미터 (parameter)   2. 파이프 덕트 튜브 관로   3. 패키징 (pakaging)   4. 평형 (equilibrium)   5. 포화 (saturation)   6. 프로세스 (process)   7. 프로토타입 (prototype)   8. 플랫폼 (platform)   9. 확장성 (scalability)   10. 효율성 (efficiency)  
열역학 평형
   1. 열역학적 평형   2. 역학적 평형   3. 화학 평형   4. 상 평형   5. 열 평형  
   1. 열(熱)   2. 열 평형   3. 열 용량   4. 비열   5. 열 전달   6. 열 전도   7. 열 복사   8. 열량계   9. 열 팽창   10. 뉴턴의 냉각 법칙  


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