1. 열역학 제2법칙 (second law of thermadynamics)
ㅇ `진행하는 방향`에 관한 법칙
- (현상 관찰)
. 물은 높은 곳에서 낮은 곳으로, 열은 높은 온도에서 낮은 온도로 전달
. 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 기체 팽창은 하지만, 그 반대 현상은 없음
. 시간은 흘러만가고, 되돌아갈 수 없음
ㅇ `에너지의 질`에 관한 법칙 : 열과 일의 변환법칙
- 열은 일 보다 질이 낮은 에너지
. 일은 열에너지로 바로 전환되나, 열에너지는 일로 바로 전환되지 못함
. 열 에너지는 열기관을 통해 일로 전환되면서 완전히 일로 변환되지 못함
.. 즉, 열을 흡수하고, 이를 전부 일로 변환시키는 그러한 과정은 없음
ㅇ `엔트로피 증대`에 관한 법칙
- 고립된 계에서 엔트로피는 항상 증가하거나 일정하게 유지된다는 법칙
2. 열역학 제2법칙의 등가적인 서술적 표현들
ㅇ 클라시우스(Clausius) 표현
- 주변에 아무런 영향을 남기지않고, 열을 저온에서 고온으로 이동시키는 것은 불가능
ㅇ 캘빈 플랑크(Kelvin Planck) 표현
- 주변에 아무런 영향을 남기지않고, 열을 모두 일로 바꾸는 것은 불가능
. 어떤 계에서 일정량의 열을 추출하여, 모두 일로 바꿀 수 있는 열역학적 과정은 없음
ㅇ 엔트로피에 의한 표현
- 엔트로피가 항상 증가하는 방향으로 만 진행
3. 열역학 제2법칙의 또다른 상태량에 의한 등가적 표현
ㅇ 엔트로피의 증대법칙이라고도함 (엔트로피의 법칙)
- 고립계가 자발적 변화 과정에서 계의 엔트로피가 증대됨
. 열역학 제2법칙으로부터 새로운 상태량인 엔트로피가 정의됨
ㅇ 한편, 엔트로피는, 에너지와 달리, 엔트로피 자체는 보존되는 량(量)이 아님
※ 효율이 1인 열기관은 존재하지 않음
- 즉, 우주의 엔트로피/무질서도를 증가시키는데 필요한 에너지를 빼고,
- 그 나머지 만을 일로 바꿀 수 있음
4. 열역학 제2법칙의 응용
ㅇ 이론적인 최대 일을 계산 (열기관 최대 효율)
- 이론적인 최대 일을 얻지 못하게되는 요인에 대한 정량적 평가 등
. 열에서 추출 가능한 일의 한계를 설정할 수 있게 됨
ㅇ 주어진 조건 하에 냉동기의 최대 성능계수
ㅇ 어떤 과정(자발적 과정 등)이 일어날 수 있는가
ㅇ 절대온도로부터 눈금의 정의 등