열역학 제2법칙 ★

열역학 제2법칙

second law of thermodynamics

 

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▶ 참고: 제19장 화학 열역학. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/16773 ]

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▶ 열역학 제2법칙

> 엔트로피는 항상 증가한다.

Entropy always increases.

 

> 에너지가 전달되거나 변환될 때는

필연적으로 에너지 손실이 발생한다.

As energy is transferred or transformed,

more and more of it is wasted.

 

 

 

 

 

우주의 엔트로피는

▶ 자발적 과정(spontaneous processes)에 대해 증가.

▶ 가역적 과정(reversible processes)에 대해 무변.

 

 

 

 

 

자연에서 일어나는 대부분의 과정은

[ 비가역 ] 과정이다.

 

 

 

 

 

∴ 모든 비가역 과정은

우주의 엔트로피를 증가시키는 방향으로

자발적으로 일어난다.

 

 

즉, 지구에서 일어나는 모든 화학 반응은

우주의 엔트로피를 증가시키는 방향으로

자발적으로 일어난다.

 

 

따라서 어떤 화학 반응이 자발적 반응인지 아닌지는

우주의 엔트로피를 계산해보면 알 수 있다.

---> 화학자의 입장에서 열역학 제2법칙의 의미는 바로 이것이다.

 

 

 

 

[반응(변화)의 자발성과 우주의 엔트로피 사이의 관계]

 

의약품 합성 연구원이 어떤 새로운 화학 반응을 설계(계획)한 후,

이 반응이 설계된 조건 하에서

자발적으로 일어날 것인가? 아닌가?를 알고 싶다고 해서

굳이 직접 실험해 볼 필요는 없다.

 

컴퓨터 앞에 앉아서 설계된 반응 조건으로

우주의 엔트로피를 계산해보기만 하면 된다.

( 참고: 화학 반응에서 엔트로피 변화 https://ywpop.tistory.com/7404 )

 

 

 

계산된 우주의 엔트로피가 0보다 크면, 즉 양수(+)이면,

새로운 화학 반응은 자발적으로 일어날 것이다.

 

만약 계산된 우주의 엔트로피가 0보다 작으면, 즉 음수(–)이면,

새로운 화학 반응은 비자발적 반응이므로,

설계 조건을 변경해야 할 것이다.

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/21728 ] 열역학 제1법칙

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/2751 ] 자발적 과정과 열역학 제1법칙

 

 

 

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