열역학 제2법칙과 엔트로피

Second Law and Entropy

제2법칙은 열이 스스로 낮은 곳에서 높은 곳으로 가지 않는다고 적습니다. 출제기준 9항은 비가역과정과 엔트로피를 둡니다. 카르노 효율 η=1−T2/T1 은 같은 두 온도에서 열기관의 상한입니다. 온도는 절대온도입니다.

비가역이 엔트로피를 남긴다

마찰·유한 온도차·혼합은 되돌아갈 수 없습니다. 엔트로피는 그 방향의 상태량입니다. T-s 선도에서 카르노는 직사각형이 됩니다. 기존 건축설비 열법칙 지면과 같은 그림입니다.

👀 두 온도

①고온 열원 TH

②저온 열원 TL

③열기관 효율 상한 1−TL/TH

④냉동은 같은 두 온도를 거꾸로 쓴다

고온 TH500 K

저온 TL300 K

💡 관찰

①η = 40.0%

②같은 온도의 역카르노 COP_R = 1.50

③TH↑ 또는 TL↓ 이면 열기관 효율은 오른다

④같은 방향으로 냉동 COP는 떨어진다(기존 bsc)

카르노 열효율

η = 1 - T₂T₁

기존 bsc/ThermoLaws. T는 K

역카르노 냉동 COP

COP_R = T_LT_H - T_L

다음 장 냉동에서 다시 쓴다

🎯 시험 포인트

①출제기준 9항 제2법칙: 비가역과정 · 엔트로피

②η=1−T2/T1, 절대온도

③실제 기관은 카르노보다 낮다

④℃는 +273으로 K가 된다(기존 지면 서술)

📝 대표 기출유형

①[기출유형] TH=500 K, TL=300 K 카르노 효율은? (답: 1−300/500=0.4)

②[기출유형] 같은 온도 역카르노 COP_R은? (답: 300/(500−300)=1.5)

③[기출유형] 엔트로피가 가리키는 것은? (답: 비가역의 방향, T-s 가로축)