열역학 0,1,2,3 법칙에 대해 설명해보세요.

(1) 열역학 제 0법칙

열역학 제 0법칙은 '모든 물체는 온도라는 특성을 가지고 있으며 두 물체가 열적 평형상태에 있다면 둘의 온도는 같음'을 의미한다. 두 물체의 온도가 동일할 때 열적평형에 도달했다고 하는데 A, B, C에 대해 A와 B가 열적평형 상태이고 A와 C가 열적평형에 도달하여 온도가 동일하면 A와 C도 열적평형 상태이다.

(2) 열역학 제 1법칙

\delta Q = dU + \delta W로 표현되는 열역학 제 1법칙은 다음의 두 사항을 표현한다.

첫째, 시스템에는 시스템의 성질, 즉 상태량으로서 에너지가 존재한다. 이는 시스템의 상태를 나타내는 압력, 온도 또는 체적 등이 정해지면 내부에너지라고 부르는 시스템의 성질이 정해진다는 뜻이다. 따라서 시스템의 상태가 여러 과정을 거쳐 동일한 압력, 온도나 체적에 도달하면 시스템의 내부에너지는 전과 동일하게 된다는 것을 의미한다.

둘째, 시스템의 에너지는 시스템을 출입하는 일과 열에 의해 증가하거나 감소하며 보존된다. 여기서 시스템의 에너지를 변화시키는 요인을 일과 열로 분류하면 시스템의 에너지는 열과 일의 대수적 합으로 계산할 수 있고, 이를 가리켜 보통 에너지가 보존된다고 말한다.

(3) 열역학 제 2법칙

시스템에는 엔트로피라고 부르는 상태량이 존재하고 이상적인 과정에서 그 변화량은 전달되는 열량을 온도로 나눈 값으로 계산할 수 있으며, 고립시스템의 엔트로피 변화량은 항상 0이거나 0보다 크게 된다는 표현을 사용할 수도 있을 것이다.

체적과 같이 시스템의 일을 발생할 수 있는 변형변수가 일정한 단열과정에서 시스템의 내부에너지가 감소하는 방향으로 과정이 진행되지는 않는다고 서술할 수 있다.

(4) 열역학 제 3법칙

절대 영도와 같이 지극히 낮은 온도에서의 계의 상태와 관련되어 있다.

- 절대 영도(0 K)에서 계의 엔트로피(S)는 일정 상수로써, 이 때의 값을 영으로 둠

. 즉, S(0 K) = 0

- 어떤 계의 열에너지를 감소하다보면, 분자 내 모든 병진운동,회전운동,진동운동 등으로

저장된 에너지가 줄어들게되어, 궁극적으로 엔트로피가 줄어서 0으로 됨

실제로 유한 개의 과정으로 절대 영도에 도달하는 것은 불가능함