에너지와 열로 보는 변화의 규칙

계와 경계로 분석 범위를 정하고, 상태를 성질들의 묶음으로, P-V 평면 위 한 점으로 본다

분자 충돌이 압력, 분자 속력의 평균이 온도. 열평형과 절대온도(K), 제0법칙까지

P-T 상태도로 고체·액체·기체를 가르고, P-v 포화 돔과 삼중점·임계점까지

팽창은 일, W = ∫P dV 는 곡선 아래 넓이. 경로 의존과 부호 규약까지

들어온 열에서 나간 일을 뺀 만큼 내부에너지가 변한다. U는 상태량, 단열·등적·사이클까지

H = U + PV. 정압에서 받은 열이 ΔH, 열린계 흐름일이 PV. 왜 흐름·정압에서 H가 자연스러운가

PV=nRT로 P·V·T가 묶인다. 등온은 쌍곡선, 등압·등적은 직선, 단열은 PV^γ로 더 가파른 곡선

Q_H를 받아 일 W를 내고 Q_C를 버린다. 순환이라 Q_H = W + Q_C, 효율 η = W/Q_H = 1 - Q_C/Q_H

열은 저절로 뜨거운→찬. 켈빈-플랑크(η<1)와 클라우지우스(냉장고는 W 필요)는 같은 법칙. 실제 과정은 비가역

등온 2 + 단열 2 구간. η = 1 - T_C/T_H는 온도비로만 정해지는 천장. 바탕은 Q_H/T_H = Q_C/T_C

dS = dQ_rev/T인 상태량. 우주는 ΔS_total ≥ 0(시간의 화살), 가역일 때만 등호. 통계적으로 S = k ln Ω

보일러·터빈·복수기·펌프 네 장치. 상변화로 거의 일정 온도 열교환, 펌프 일은 작음. η = W_net/Q_H

상변화 없는 기체 사이클. 오토는 정적, 디젤은 정압 연소. η = 1 − 1/r^(γ−1), 디젤은 높은 r로 이긴다

기관을 거꾸로, 일 W로 열을 찬 데서 뜨거운 데로. Q_H = Q_C + W, 성능은 COP = Q_C/W, 카르노 COP = T_C/(T_H−T_C)