우선 준정적 과정에 대해서 조금 아셔야 하는데요, 우리가 P-V(압력-부피)그래프를 주로 그리는데 사실 이그래프를 그린다는 자체가 이과정은 준정적 과정이라는 가정을 깔고있는건데요, 사실 부피가 팽창하거나 감소할때 압력은 우리가 등온이나, 단열, 정적, 과정에서그리는 것처럼 일정하게 일대일로 대응되어서 나타나지 않습니다. 부피가 변하는 면 근처와 반대편에 기체이 요동에 의해서 압력이정확히 정의가 되지 않습니다. 그러나 준정적 과정은 그런걸 무시할만큼 변화를 천천히 시킨다는 가정을 하는거죠, 그러면 압력과 부피의 그래프를 일대일로 대응시켜 부피에 따른 압력을 정의 할수있습니다. 그러나 자유팽창같은 경우는 그렇게 되지않습니다. 자유팽창은 팽창이 급작스럽게 일어나므로 매순간마다 압력과 부피의 그래프를 일대일로 대응시켜 그림으로 나타낼수 없습니다.
등은 팽창의 경우 외부환경에서 Q의 열을 얻으면 일정하게 온도를유지시키면서 팽창을 합니다. 그러면 계에는 열이 유입되고 외부환경은 열을 잃게 되죠. 그런데 반대로 그만큼의 열을 외부로 서서히(위에서말한 준정적 과정이 되도록)내보내면 원래의 부피로 일정한 온도를 유지한채 압축을 시킬수 있습니다. 즉 계와 외부환경에 아무런 변화를남기지 않고 과정을 진핼시킬수 있죠 이것이 가역과정입니다.
그러나 자유팽창은 외부와 차단된 상태에서 내부에너지변화와 행해진 일없이 부피만 커지게 됩니다. 이것을 다시 원래 상태로 되돌릴려면 외부에서 일을 해주어야 합니다. 즉 아무런 흔적을 남기지 않고 원래 상태로 되돌릴수가 없죠. 그래서 이것을 비가역과정이라 합니다.
위의 가역과정에서는 계+외부환경의 엔트로피 변화는 0 이 되고요, 밑의 자유팽창에서는 엔트로피가 증가하게 되는 겁니다.
일단 여기까지 이해하시고 궁금한거 더 올려주세요~~
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