300x250 열역학27 엔트로피와 비가역 과정의 과학적 의미 열역학은 에너지의 흐름과 변환을 설명하는 과학의 핵심 이론입니다. 그 중심에는 ‘엔트로피’라는 개념이 있으며, 이는 비가역 과정과 깊은 관련이 있습니다. 엔트로피는 단순한 물리량이 아니라 자연현상의 방향성을 이해하는 핵심 열쇠로, 시간이 왜 되돌아가지 않는지, 왜 자연은 항상 특정 방향으로 변화하는지 설명해줍니다. 본 글에서는 엔트로피와 비가역 과정의 개념, 과학적 의미, 철학적 함의까지 심도 있게 다루어 보겠습니다.엔트로피란 무엇인가엔트로피(entropy)는 물리학에서 시스템의 무질서도 또는 에너지의 분산 정도를 나타내는 물리량입니다. 열역학 제2법칙에 따르면 고립된 계의 엔트로피는 시간이 흐름에 따라 일정하거나 증가하지만 절대 감소하지 않습니다. 이 법칙은 루돌프 클라우지우스에 의해 정의되었고, 이후.. 2025. 6. 8. 카르노 사이클 이란 ▣카르노 사이클 이란 ▶ 카르노 사이클은 열역학에서 가장 이상적인 사이클로 알려져 있고 두 개의 등온 과정과 두 개의 단열 과정으로 구성되어 있으며, 열기관의 효율성을 극대화하는 데 중요한 역할을 한다.▣카르노 사이클의 구성 요소 ▶등온 흡열 : 고온 열원으로부터 열을 흡수하는 과정이다. ▶단열 팽창 : 흡수한 열을 이용해 기체가 팽창하면서 일을 하는 과정이다. ▶등온 방열 : 저온 열원으로 열을 방출하는 과정이다. ▶단열 압축 : 기체를 압축하여 내부 에너지를 증가시키는 과정이다.▣카르노 사이클의 과정 ▶등온 흡열 : 기체가 고온 열원과 접촉하여 열을 흡수하고, 이때 기체의 온도는 일정하게 유지되고 이 과정에서 기체는 팽창하며 일을 하게.. 2025. 2. 9. 대류 열전달이란 무엇인가? ▣ 대류 열전달 이란? ▶열이 유체 내에서 이동하는 과정을 의미하며 온도차이에 의해 발생하는 밀도 변화로 인해 유체가 자연스럽게 흐르면서 열이 전달되는 현상을 말한다. ▶대류는 자연 대류와 강제 대류로 나눌 수 있고 자연 대류는 온도 차이에 의해 발생하는 유체의 자연스러운 흐름을 의민한다.▣ 대류의 종류 ▶자연대류(Natural Convection) -온도 차이에 의해 발생하는 밀도 변화로 인해 유체가 자연스럽게 흐르면서 열이 전 되는 현상을 말한다. ▶강제대류(Forced Convection) -외부의 힘에 의해 유체가 흐르는 경우를 말한다.▣ 대류 열전달 수식 .. 2025. 2. 3. 전자밸브의 정의 및 기능 ▣ 전자밸브 란? ▶전자적 신호에 의해 개폐되는 밸브로, 유체의 흐름을 자동으로 조절하는 장치이며 주로 유체의 압력이나 유량을 조절하는 데 사용된다.▣ 전자밸브의 종류 ▶솔레노이드 밸브 -솔레노이드 밸브는 전자 코일을 이용해 피스톤을 작동시켜 개폐하는 방식이며 이 밸브는 주로 간단한 구조와 빠른 반응 속도로 인하여 공정 분야에서 많이 사용된다. ▶전동 밸브 -전동 밸브는 전기 모터를 이용하여 개폐를 조절하며 이 밸브는 더욱 정교한 흐름 조절이 가능하며, 주로 화학 공정 및 대형 배관 시스템에서 사용된다. ▶에어 오퍼레이트 밸브 -에어 오퍼레이트 밸브는 압축 공기를 사용하여 개폐하는 방식이며 이 밸브는 주로.. 2024. 11. 10. 이상기체 상태방정식 이란 ▣ 이상기체 상태방정식 이란 ▶이상기체 상태방정식은 기체의 압력, 부피, 온도, 그리고 분자의 수와의 관계를 나타내고 이 법칙은 기체 분자 운동론의 기초를 둔다.▣ 이상기체 상태방정식의 정의 ▶이상기체 상태방정식은 다음과 같은 형태로 표현된다. [ PV = nRT ] 여기서 ( P )는 압력, ( V )는 부피, ( n )은 기체의 몰 수, ( R )은 이상기체 상수, ( T )는 절대온도이다.▣이상기체 법칙의 유도 ▶보일의 법칙, 샤를의 법칙, 아보가드로의 법칙 등이 결합되어 이 방정식이 도출되고 보일의 법칙은 일정한 온도에서 기체의 압력과 부피가 반비례 관계에 있음을 보여주며, .. 2024. 10. 27. 랭킨 사이클(Rankine cycle) 이란? ▣랭킨 사이클(Rankine cycle) 이란? ▶ 증기 기관의 기본적인 열역학 기초로, 압축과정과 팽창과정의 비체적 차이를 최대화하기위해 증기와 액체 사이의 상변화를 이용한 사이클이다.▣랭킨 사이클의 구성 요소 ▶ 아래와 같이 보일러, 펌프, 터빈, 응축기 등으로 구성되어있다.▣랭킨 사이클의 작동 원리 ▶ 가열→ 팽창 → 응축 → 압축 순으로 작동을 하게된다. ▶ 가열 : 보일러에서 물이 가열되어 수증기로 변환됩니다. ▶ 팽창 : 수증기가 터빈으로 들어가면서 팽창하여 회전 운동을 생성합니다. ▶ 응축 : 터빈에서 나온 수증기는 응축기로 들어가면서 다시 액체로 변환됩니다. ▶ 압축 : 펌프를 통해 액체 상태의 작동유체가 다시 보일러로 보내집니다... 2024. 10. 13. 이전 1 2 3 4 5 다음 300x250
