열역학 제2법칙 '엔트로피'(Entropy) 뜻과 의미.

'열역학 제2법칙'

(Second Law of

Thermodynamics)

 

'엔트로피'(Entropy)

 

​안녕하세요!

 '지혜로운 사유'(思惟)입니다.

 

열역학 제2법칙은

자연 현상의 방향성을 설명하는

중요한 물리 법칙입니다.

 

이 법칙은 여러 가지 방식으로

표현될 수 있지만,

 

핵심 내용은

고립계의 총 '엔트로피'는

 

 시간이 지남에 따라

결코 감소하지 않으며,

 

   항상 증가하거나 일정하게

유지됩니다.

 

  열은 외부에서 일을 해주지 않으면,

 

차가운 곳에서 뜨거운 곳으로

저절로 흐르지 않으며,

 

열을 100% 효율로 전환하는 것은

불가능합니다.

간단히 말해,

 

'열역학 제2법칙'은 우주의

모든 것이 시간이 지남에 따라

 

 더 무질서한 상태로 나아가려는

 경향이 있다는 것을 의미합니다.

 

예를 들어,

 

뜨거운 커피는 시간이 지나면 식어

주변 공기와 온도가 같아지고,

 

방은 청소해도 시간이 지나면

자연스럽게 어질러집니다.

 

이러한 현상들은 모두

'엔트로피'가 증가하는 방향으로

 진행되는 자연스러운 과정입니다.

 

이렇듯,

열역학 제1법칙은 에너지의 총량을

항상 보존된다는 것을 말한다면,

열역학 제2법칙은

 

에너지의

흐름과 변환에 방향이 있으며,

 

사용 가능한 에너지는

 점차 줄어든다는 것을 강조합니다.

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엔트로피의 유래는
1865년에 독일의 물리학자

 

'루돌프 클라우지우스'

 (Rudolf Clausius)가 만들었습니다.

 

그는 열이 한 방향으로만

 흐르는 현상을 설명하기 위해

 이 개념을 도입했습니다.

 '열역학 및 통계역학'에서

어떤 계(system)의 무질서도

 

또는 불확실성을 나타내는

물리량입니다.

 

더 구체적으로는, 원자나 분자의

 배열이 얼마나 무질서한지,

 

또는 에너지가 얼마나

고르게 퍼져 있는지를 나타냅니다.

 

무질서도가

높을수록 엔트로피는 커지며,

 

 어떤 시스템에서 일을 할 수 있는

 유용한 에너지가 얼마나 줄어

들었는지를 나타냅니다.

그러므로

엔트로피가 증가한다는 것은

 

에너지가 흩어져서,

더 이상 유용한 일을 하는 데 쓰이기

 어렵게 된다는 의미입니다.

 '통계역학적'으로도 '엔트로피'는

 특정 거시 상태를

 

나타낼 수 있는 미시적인 배열의

 가짓수를 의미합니다.

 

가능한 미시 상태의 수가 많을수록

엔트로피가 높으며,

 종종 무질서도와 동일시되지만,

 

 단순히,어지러운 상태를 넘어

에너지와 물질의 분포 상태,

 

그리고,

자연의 변화 방향성을 설명하는

심오한 개념입니다.

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