열역학 법칙에 대해 설명해보세요.

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

열역학 제 1법칙은 δäQ=dU+ δäW로 표현되고 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 전과동일하게 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 보통에너지가 보존된다고 말한다.

위 그림과 같은 제 1종 영구기관은 열역학 제 1법칙을 위반하는 것이다.

열역학 제 2법칙은 시스템에는 엔트로피라고 부르는 상태량이 존재하고 이상적인 과정에서 그 변화량은 전달되는 열량을 온도로 나눈 값으로 계산할 수 있다는 것이다. 고립시스템의 엔트로피 변화량은 항상 0이거나 0보다 크게 된다는 표현을 사용할 수 있다.