선생님 단원별 문제풀이 4강 풀다가 개념이 헷갈려서 그러는데요,
제2종 영구기관은 모든 열을 일로 전환시키는 효율100% 인 기관이죠?
물론 불가능하죠?
카르노기관은 효율이 1- T낮은온도 /T 높은온도 이구요
그럼 카르노 기관은 실제로 만들 수 있는 기관인가요??
=> 카르노 기관을 다른 말로 하면 "이상적인 열기관"입니다.
제 2종 영구기관이 열역학 2법칙에 위배가 되기 때문에 불가능하다는 것은 열역학 2법칙에 따라
이상적인 열기관은 카르노 기관이고(엔트로피 변화가 0인 기관) 이는 곧, 카르노 기관의 열효율이 가장 좋다!라는 말입니다.
그런데 카르노기관의 열효율은 잘 아시는 것 같이 결코 1이 될 수 없습니다.(왜냐하면 저온과 고온부의 온도 비의 값은 유한한 크기를 지니기 때문에 이 값을 1에서 빼면 당근 1보다 작은 값이 됩니다) 따라서 가장 효율이 좋은 카르노 기관도 100%가 될 수 없으므로, 100% 인 열기관은 존재할 수 없습니다.
즉, 제 2종 영구기관은 열역학 2법칙에 의해 불가능하다고 말할 수 있는 것입니다.
만약, 실제로 카르노 기관을 만들 수 있다고 한다면(즉, 이상적인 열기관이 가능하다면) 이 기관의 효율조차 100이 안되므로 2종 영구기관은 불가능하다라고 생각하면 될 것 입니다.
두 개념에 대해 확실한 개념과,
아래 질문에 답좀 부탁드려요~~~
===관련문제 ===
단원별 문제집
P113 쪽 12번 문제 ; 2700K와 300K 사이의 이상적인 열기관의 효율은??
카르노기관이면 89%인 3번인데,, 이상적인 열기관은 제2종 영구기관인 100% 아닌가요?
=> "이상적인 열기관 = 카르노 기관" 입니다.
P122 쪽 25번 문제 ; ㄷ보기에서 "카르노기관은 공급된 열에너지를 모두 역학적인 일로 바꿀 수 있다"
===> 이게 틀린 보기인데, 이말은 효율 100%인 2종 영구기관을 의마하는거죠?
=>이 말에 해당하는 것은 영구기관을 의미한다고 볼 수 있습니다. 하지만 문제에서 영구기관을 염두에 두고 만든 것이 아닙니다. 단지! 카르노 기관의 효율이 100%가 아니라는 사실에서 ㄷ을 틀렸다고 하면 됩니다!
P123 쪽 26번 문제 : ㄷ보기에서 "(나)에서 Q2=0인 열기관을 만들 수 있다"
===> 틀린 보기인데 Q2=0이면 효율이 100%인데, 이것도 2종 영구기관을 말하는건가요???
=>25번 문제에 대한 설명과 동일하게 생각하시면 됩니다. 100% 열기관 만들지 못하기 때문에 틀린 보기입니다.
참고하시고~! 추가로 질문 있으심 해주세요! 열심히 하시길 ^^
신우성 드림.