열역학
열역학 과학의 19 세기 발전 과정에서 평범한 물리적 과정의 시간 비대칭에 대한 간결하고 강력하며 일반적인 설명이 점차적으로 구성되었습니다.
명백한 시간 비대칭이 발생하는 물리 시스템의 종류는 항상 거시적입니다. 보다 구체적으로, 이들은 다수의 입자로 구성된 시스템이다. 그러한 시스템은 분명히 독특한 특성을 가지고 있기 때문에, 많은 조사자들은 그러한 시스템의 자율 과학을 개발하기로 약속했습니다. 이 연구자들은 증기 엔진의 설계를 개선하는 데 주로 관심이 있었고, 이에 대한 패러다임 관심 시스템과 열역학에 대한 기본적인 토론에서 여전히 호소력을 발휘하는 시스템은 가스통입니다.
가스 상자와 같은 것에 대한 설명에 적합한 용어를 고려하십시오. 이러한 가능한 최대의 설명은 가스와 그 상자를 구성하는 모든 입자의 위치와 속도 및 내부 특성을 지정하는 것입니다. 그 정보로부터, 뉴턴 운동 법칙과 함께, 다른 모든 시간에 모든 입자의 위치와 속도는 원칙적으로 계산 될 수 있으며, 그 위치와 속도에 의해 가스와 상자의 역사에 관한 모든 것이 표현 될 수있었습니다. 그러나 계산은 물론 번거로울 것입니다. 이러한 시스템에 대해 더 간단하고 강력하며 유용한 대화 방법은 상자의 크기, 모양, 질량 및 동작 및 가스의 온도, 압력 및 부피와 같은 거시적 개념을 사용합니다. 결국 가스 상자의 온도가 충분히 높아지면 상자가 폭발하고 가스 상자가 모든면에서 지속적으로 압착되면 압착하기가 더 어려워진다는 사실은 법적인 사실입니다. 더 작습니다. 이러한 사실은 뉴턴 역학에서 추론 할 수 있지만, 자체적으로 체계화하여 위치, 온도 및 압력을 참조하지 않고 가스의 온도, 압력 및 부피를 서로 직접 관련시키는 자율 열역학 법칙을 생성 할 수 있습니다. 가스가 구성되는 입자의 속도. 이 과학의 필수 원칙은 다음과 같습니다.
우선, 열이라는 현상이 있습니다. 열을 흡수하여 물건을 따뜻하게하고 열을 식히면 서늘 해집니다. 열은 한 몸에서 다른 몸으로 전달 될 수있는 것입니다. 차가운 물체를 따뜻한 물체 옆에 놓으면 차가운 물체가 따뜻해지고 따뜻한 물체가 식습니다. 이는 따뜻한 물체에서 차가운 물체로의 열의 흐름 때문입니다. 최초의 열역학적 연구자들은 간단한 실험과 훌륭한 이론적 주장을 통해 열이 에너지의 한 형태 여야한다는 것을 확립 할 수있었습니다.
가스가 주위와 에너지를 교환 할 수있는 두 가지 방법이 있습니다: 열 (다른 온도의 가스가 서로 열 접촉 할 때와 같은)과 기계적인 형태, 작업 (가스를 눌러 무게를 들어 올릴 때) 피스톤). 총 에너지가 보존되므로 가스에 발생할 수있는 모든 과정에서 DU = DQ + DW (여기서 DU는 가스의 총 에너지 변화이며 DQ는 가스 에너지 임) DW는 열의 형태로 주위 환경에서 얻어지며 DW는 가스가 작업 형태로 주변으로 잃는 에너지입니다. 총 에너지 보존 법칙을 나타내는 위의 방정식을 열역학 제 1 법칙이라고합니다.
열역학에 대한 최초의 연구자들은 엔트로피 (entropy)라고 불리는 변수를 발견했는데, 이는 역으로 절대 발생하지 않는 모든 일반적인 물리적 과정에서 증가하지만 결코 감소하지는 않습니다. 예를 들어 열이 따뜻한 수프에서 차가운 공기로 자발적으로 전달 될 때, 실내에서 연기가 자발적으로 퍼질 때, 마찰로 인해 바닥을 따라 미끄러지는 의자가 느려질 때, 종이가 노랗게 변할 때, 유리가 깨질 때 엔트로피가 증가합니다. 배터리가 소진되었을 때. 열역학 제 2 법칙에 따르면 격리 된 시스템의 총 엔트로피 (유효한 작업을 수행 할 수없는 단위 온도 당 열 에너지)는 절대 감소 할 수 없다고합니다.
이 두 법칙에 기초하여, 거시적 물리적 시스템의 열역학적 특성에 대한 포괄적 인 이론이 도출되었다. 그러나 일단 법이 확인되면, 뉴턴 역학의 관점에서 법을 설명하거나 이해하는 문제는 자연스럽게 제안되었다. Maxwell, J. Willard Gibbs (1839–1903), Henri Poincaré (1854–1912), 특히 Ludwig Eduard Boltzmann (1844–1906)은 이러한 방향에 대한 문제가 물리학 자들은 처음으로 시간을 보냈습니다.
