<p class="cafe-editor-text">엔트로피는 상태함수이기 때문에 엔트로피 변화는 반응 과정과 무관하다고 했습니다.<br /><br />그래서 델타S 를 구할 때는 반응이 설령 비가역과정일지라도, 과정에 상관없이 가역적 경로를 찾아서 구한다고 했습니다.<br /><br />제가 궁금한건 왜 비가역과정인 경우를 이용해서 구하지 않는건가요?? 엔트로피가 경로에 상관없다면 비가역과정을 이용해도 되는건데 왜 그러면 값이 달라지는걸까요??</p>
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등온가역팽창, 등온비가역 팽창을 비교 하겠습니다. 두 과정 모두(P1,V1,T)→(P2,V2 ,T) 의 팽창과정을 거쳤다고 하겠습니다. 두가지 경우 계의 엔트로피 변화는 정의에 따라 동일할 것입니다. 하지만 두가지 경우 주위의 엔트로피 변화는 등온가역팽창의 경우 계의 엔트로비변화와 크기는 같고 부호는 반대인 값을 가지고, 등온비가역팽창의 경우는 계의 엔트로피 변화 값보다 절대값의 크기가 작은 반대부호값을 가질것입니다. 종합하면 등온가역팽창의 경우 전체엔트로피 변화는 없으며, 등온비가역팽창의 경우 전체엔트로피변화는 양의 값을 가집니다. 즉 등온과정에서 비가역변화를 잘 설명할수 있습니다
단열가역팽창, 단열비가역팽창을 비교하겠습니다. 단열가역팽창의 경우 정의에 의해 계와 주위 엔트로피 변화가 모두 0입니다. 즉 가역과정(상태변화를 수반하지 않는 평형과정)의 전체 엔트로피가 변하지 않는다는 사실을 잘 설명합니다. 단열비가역팽창의 경우 q=0입니다. 이때의 열량값을 이용하여 엔트로피를 계산한다면 이 경우 역시 전체엔트로피는 0이됩니다. 이경우 비가역적 과정이 자발적이다라는 사실을 설명할수 없습니다. 하지만 이때 엔트로피가 가역과정으로부터 정의되는 상태함수라는 점을 이용하여, 두 과정으로 쪼개어 계산한다면 전체 엔트로피의 값이 증가한다는 계산 결과를 얻게 됩니다. 즉 현상을 잘 설명할수 있습니다
@서느님단열가역팽창은 q(계,가역)=0 이 경우 계의 엔트로피는 q(계,가역)/T =0 이고 주위의 엔트로피는 q(주위) = -q(계) = 0 에 의해 0이 됩니다! 단열비가역팽창의 경우 q(계,비가역) =0 입니다. 여기서 계의 엔트로피는 0이냐? 그렇지 않습니다. 엔트로피라는 개념은 가역 과정에서의 열을 온도로 나눈 값으로 정의했기 때문입니다! 단열비가역팽창의 경우 엔트로피를 계산할수 없느냐? 그렇지 않습니다! 엔트로피가 상태함수라는 특성을 이용해서 해당 과정을 두 단계의 가역 과정으로 쪼개어 엔트로피를 계산합니다! 즉, 등온조건에서 가역적 팽창과정이 일어난 후 등적과정에서 냉각이 일어났다고 생각하는 것입니다!
@이면은여백입니다이렇게 생각한다면 단열비가역팽창에서의 계의 엔트로피변화는 양의값을 가집니다! 주위의 엔트로피변화는 q(주위) = -q(계) = 0이므로 0이됩니다! 즉 전체엔트로피는 양이됩니다! 이것을 일반적으로 설명하면 단열이라는 고립계 조건에서 비가역적 과정은 반드시 전체엔트로피 증가를 가져온다는 것입니다. 이것은 열역학 제2법칙과 같으며, 수학적으로 이를 증명한 식이 Clausius 부등식입니다!
첫댓글 엔트로피가 q/T잖아요?
근데 q는 경로함수이고 T는 상태함수니까 경로함수*상태함수라서 엔트로피는 상태함수다 라고 접근하면 되지않을까요..?
엔트로피 정의가 가역과정에서의 열량에 대한 온도의 비(q가역/T) 라는 점, 이러한 정의에서 봤을때 엔트로피는 상태함수라는점(교차편미분의 값이 동일한 수학적 성질을 만족한다는 점, 또한 카르노 순환의 순환적분값이 0이되는 성질을 만족하는 수학적 표현이라는 점)
이런점에서 봤을때 비가역과정의 열의 열량에 대한 온도의 비(q비가역/T)는 엔트로피가 아니라고 생각합니다.(즉, 처음에 약속한 엔트로피의 정의를 만족하지 않는다는 것입니다)
이러한 정의에 기초하기 때문에 엔트로피를 계산할때는 비가역 과정에서도 가역적 경로를 이용하여 엔트로피를 계산하는 것이라 생각합니다.
등온가역팽창, 등온비가역 팽창을 비교 하겠습니다. 두 과정 모두(P1,V1,T)→(P2,V2 ,T) 의 팽창과정을 거쳤다고 하겠습니다. 두가지 경우 계의 엔트로피 변화는 정의에 따라 동일할 것입니다. 하지만 두가지 경우 주위의 엔트로피 변화는 등온가역팽창의 경우 계의 엔트로비변화와 크기는 같고 부호는 반대인 값을 가지고, 등온비가역팽창의 경우는 계의 엔트로피 변화 값보다 절대값의 크기가 작은 반대부호값을 가질것입니다. 종합하면 등온가역팽창의 경우 전체엔트로피 변화는 없으며, 등온비가역팽창의 경우 전체엔트로피변화는 양의 값을 가집니다. 즉 등온과정에서 비가역변화를 잘 설명할수 있습니다
단열가역팽창, 단열비가역팽창을 비교하겠습니다. 단열가역팽창의 경우 정의에 의해 계와 주위 엔트로피 변화가 모두 0입니다. 즉 가역과정(상태변화를 수반하지 않는 평형과정)의 전체 엔트로피가 변하지 않는다는 사실을 잘 설명합니다. 단열비가역팽창의 경우 q=0입니다. 이때의 열량값을 이용하여 엔트로피를 계산한다면 이 경우 역시 전체엔트로피는 0이됩니다. 이경우 비가역적 과정이 자발적이다라는 사실을 설명할수 없습니다. 하지만 이때 엔트로피가 가역과정으로부터 정의되는 상태함수라는 점을 이용하여, 두 과정으로 쪼개어 계산한다면 전체 엔트로피의 값이 증가한다는 계산 결과를 얻게 됩니다. 즉 현상을 잘 설명할수 있습니다
답 늦어서 죄송합니다^^; 너무 친절하게 알려주셔서 감사합니다ㅎㅎ 근데 다른건 다 이해되는데 마지막에 단열비가역팽창을 두 과정으로 쪼갠다는 말은 단열팽창과 비가역 팽창으로 쪼갠다는 뜻인가요? 그러면 전체엔트로피가 증가하나요??
그럼 단열팽창이면 q=0이기 때문에 엔트로피는 0이고, 비가역팽창이면 비가역이기 때문에 엔트로피가 양일것이다. 이렇게 생각하면 되나요??
@서느님 단열가역팽창은 q(계,가역)=0 이 경우 계의 엔트로피는 q(계,가역)/T =0 이고 주위의 엔트로피는 q(주위) = -q(계) = 0 에 의해 0이 됩니다!
단열비가역팽창의 경우 q(계,비가역) =0 입니다. 여기서 계의 엔트로피는 0이냐? 그렇지 않습니다. 엔트로피라는 개념은 가역 과정에서의 열을 온도로 나눈 값으로 정의했기 때문입니다! 단열비가역팽창의 경우 엔트로피를 계산할수 없느냐? 그렇지 않습니다! 엔트로피가 상태함수라는 특성을 이용해서 해당 과정을 두 단계의 가역 과정으로 쪼개어 엔트로피를 계산합니다! 즉, 등온조건에서 가역적 팽창과정이 일어난 후 등적과정에서 냉각이 일어났다고 생각하는 것입니다!
@이면은여백입니다 이렇게 생각한다면 단열비가역팽창에서의 계의 엔트로피변화는 양의값을 가집니다! 주위의 엔트로피변화는 q(주위) = -q(계) = 0이므로 0이됩니다! 즉 전체엔트로피는 양이됩니다!
이것을 일반적으로 설명하면 단열이라는 고립계 조건에서 비가역적 과정은 반드시 전체엔트로피 증가를 가져온다는 것입니다. 이것은 열역학 제2법칙과 같으며, 수학적으로 이를
증명한 식이 Clausius 부등식입니다!
@이면은여백입니다 마지막 댓글에서 비가역 단열과정의 q(주위)= -q(계)=0 이기때문에 엔트로피가 0이라고 이라고 하셨는데, 비가역 과정이면 q(계) 는 비가역과정의 열량이기때문에 엔트로피 식에 대입 못하는거 아닌가요?ㅜㅜㅠ