물리화학 I Atkins' Physical Chemistry 11th Edition Part 1. Equilibrium (Thermodynamics) • • • • • • • 1. The Properties of Gases 2. The First Law 3. The Second Law 4. Physical Transformations of Pure Substances 5. Simple Mixtures 6. Phase Diagrams 7. Chemical Equilibrium The Second Law 엔트로피 변화의 방향은 에너지와 물질의 분포와 관계. 엔트로피 : 자발적인 변화를 통한 에너지 및 물질 분산을 정량화 열역학 제 2법칙 모든 자발적인 변화를 지배 The Second Law 엔트로피 열역학 제2법칙의 Kelvin 표현 열원으로 부터 열을 흡수하고 이 열을 전부 일로 변화시키는 과정은 불가능 열기관: 뜨거운 열원과 찬 열원으로 되어 있는 이상적 장치 고 열원으로 부터 끌어들인 열을 완전히 일로 바꾸는 열기관은 만들 수 없음. The Second Law 엔트로피 열역학 제2법칙의 Rudolf Clausius 표현 열은 찬 물체로 부터 뜨거운 물체로 자발적으로 흐르지 않음 Kelvin 의 열기관 Rudolf Clausius 표현 The Second Law 엔트로피 엔트로피를 통한 열역학 제2법칙의 표현 고립계가 자발적 변화를 일으키면 그 과정에서 계의 엔트로피가 증가 ∆𝑺𝒕𝒐𝒕 𝟎 계와 그 주위를 하나의 고립계로 설정 (Universe) 이러한 고립계에 에너지는 나가지도, 들어가지도 않음. Stot S Ssur : 전체 고립계의 전체 엔트로피 : 관심 대상계의 엔트로피 : 주위의 엔트로피 𝒕𝒐𝒕 𝒔𝒖𝒓 The Second Law 엔트로피 1법칙 ‐ 내부에너지를 가지고 허용되는 변화가 무엇인가. 2법칙 ‐ 엔트로피를 가지고 허용되는 변화 중, 어떤 것이 자발적 변화인가. 엔트로피의 열역학적 정의 𝒅𝑺 ∆𝑺 𝒅𝒒𝒓𝒆𝒗 𝑻 𝑻𝒇 𝑻𝒊 𝒅𝒒𝒓𝒆𝒗 𝑻 The Second Law 엔트로피 1법칙 ‐ 내부에너지를 가지고 허용되는 변화가 무엇인가. 2법칙 ‐ 엔트로피를 가지고 허용되는 변화 중, 어떤 것이 자발적 변화인가. 엔트로피의 열역학적 정의 𝒅𝑺 ∆𝑺 𝒅𝒒𝒓𝒆𝒗 𝑻 𝑻𝒇 𝑻𝒊 𝒅𝒒𝒓𝒆𝒗 𝑻 The Second Law 엔트로피 엔트로피의 통계 열역학적 정의 𝑺 𝒌 𝐥𝐧 𝑾 K, Boltzmann 상수 (k = 1.381 * 10‐23 J K‐1) W, 미시적 상태의 수 – 전체 에너지를 일정하게 유지시키면서 계의 분자들을 배치시킬 수 있는 경우의 수 용기 속에 갇혀있는 기체: 병진 에너지 준위의 간격이 좁아져 W 값이 증가. The Second Law 엔트로피 기체가 팽창함에 따라 W 값이 증가 ‐> 엔트로피 증가 이는 열역학적 정의로부터 예상되는 결과와 일치 온도가 높은 계 분자들이 많은 수의 에너지 준위에 분산 온도가 낮은 계 더 적은 준위의 점유로 동일한 양의 에너지 변화에 따른 W 증가 폭이 큼.
