열역학 제대로끝내기 13강: 냉장고 문제에 대한 이해 (Thermodynamics, law, work, reasons, refrigerator, insulation system, assumption, phase change)

질문 요약

열역학 제1법칙(Q-W=ΔU)에서 W가 사라지는 이유에 대해 왜 진행되지 않는지 명확히 이해할 수 없습니다. 이 부분을 설명해주실 수 있을까요?

답변 요약

냉장고를 단열시스템으로 가정하고 외부와의 열교환이 없으므로 Q는 0이라고 가정했습니다. 그리고 상변화에 의한 일인 W를 구해서 cost와 연결하여 값을 계산하면 됩니다. 이는 결국 열역학의 1, 2법칙을 이용하는 방법입니다.

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열역학 제대로끝내기 13강: 냉장고 문제에 대한 이해

열역학은 우리 일상생활에서 다양한 형태와 역할로 나타나며, 그 중에서도 냉장고는 열역학의 원리를 가장 잘 보여주는 대표적인 예시 중 하나입니다. 이번 글에서는 열역학 제대로끝내기 제1법칙 & 2법칙 13강 냉장고문제에 대해 다루어보겠습니다.

'열역학 제 1법칙(Q-W = delU)'이란 에너지 보존의 법칙으로, 시스템에 전달되는 열량(Q)과 시스템에서 나가는 일(W)의 차이가 시스템의 내부에너지(U)를 변화시킨다는 의미입니다. 이 때문에 우리는 냉장고가 작동하는 원리를 이해하고, 그 효율성을 계산할 수 있습니다.

그런데 여기서 질문이 생길 수 있습니다. '열역학 제 1법칙(Q-W = delU)에서 W가 왜 사라지나요?' 이 질문에 대한 답변은 냉장고를 단열시스템으로 가정하고 외부와의 열교환이 없다고 가정했기 때문입니다.

단열시스템이란 열이나 물질이 들어오거나 나가지 않는 시스템을 의미하며, 이런 가정하에서 냉장고 내부의 온도를 낮추기 위해 필요한 일(W)를 계산하면 되는 것입니다.

따라서, 이 상황에서 열량(Q)은 0이며, 내부에너지의 변화(delU)와 시스템에 가해진 일(W)은 같게 된다는 것입니다. 바로 이 점 때문에 '열역학 제 1법칙(Q-W = delU)'에서 W가 사라지는 것입니다.

이렇게 열역학의 1, 2법칙을 이용하여 냉장고가 작동하는 원리를 이해하고, 그 효율성을 계산할 수 있습니다. 이해가 되지 않는 부분이 있다면, 다시 한 번 공부해 보거나 열역학 전문가에게 질문을 해 보는 것도 좋습니다.

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