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2003.05.12 22:10
[re] 열역학 첫번째 질문에 대한 제 의견입니다.^^
(*.223.154.194) 조회 수 21479 추천 수 431 댓글 0
>U=3/2RT라고 하셨는데..
>
>식을 정확히 보면 dU와 dT 입니다.
>그냥 U 와 T 가 아닌 것을 아실 수 있을 것입니다.
>
>에너지의 절대값이라... 우리가 볼 수 있는 것은 어떤 열역학적 경로를 통해 움직였을 때 발생하는 열과 일을 볼 수 있습니다. 즉 에너지가 얼마만큼 변했냐가 열과 일로 나타나는 것이지요.
>즉 위의 식은 어떤 경로에 의해 움직일 때 에너지 변화량을 아는 식인 것입니다.
>
>그래서 에너지의 절대값을 나타내는데 위의 식은 적절치 않습니다.
>
물론 님이 말씀하신 상대적인 du, dt도 맞습니다.
하지만 일정 온도가 주어지면 바로 U=3/2RT를 통해
그 온도에서의 내부에너지를 구할 수 있습니다. (적절치 않지 않습니다..^^;;)
내부에너지는 한 물체를 구성하고 있는 분자들의 운동 에너지와 분자들 사이의 위치 에너지의 합,
즉 역학적 에너지를 모두 합한 값입니다.
(이상기체에서 분자들 간의 인력이 없으니 역학적에너지는 0 운동에너지만 생각해주면되죠)
열과 내부 에너지의 관계를 살펴보면 위의 식을 이해하기가 쉽죠.
물체의 온도가 올라가면 열운동이 활발해져서 분자의 운동 에너지가 커지므로
물체의 내부 에너지도 커집니다... 다시 말하면 절대온도 0도에 이르면 내부에너지는 0이란 뜻이죠.
(이와 관련해서는 밑에 사인영 양의 글을 보면 헷갈리지 않겠네요 ^^)
따라서 dt에서 초기 온도를 절대온도 0이라 생각하고 그 때의 초기 에너지도 0이 되니까
0이 되는 term은 제거하고 그냥 u=3/2RT로 쓸 수 있는 것이죠.
김동호 군이 헷갈렸다는 '절대적'으로 온도를 통해 에너지를 구할 수 있었던 것은
온도에 따라 분자들의 운동에너지가 결정되고 그에 따른 전체 내부에너지를
바로 온도를 통해 구할 수 있기 때문에 가능했던 것입니다.
절대온도 T의 개념차제가 분자들의 운동에너지가 0 이 되는 지점을 상대적으로 말한 것이기 때문에
다시 일정 온도에서의 분자들의 운동에너지를 생각 ----> 절대적인 에너지를 구할 수 있는 것이죠.
이원자 분자나 삼원자 분자가 되면 온도가 올라감에 따른 분자들의 운동도가 달라지므로(방향성)
5/2RT, 6/2RT로 식도 달라지게 됩니다.
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