Property, State, Thermodynamic State   열역학적 상태, 상태량

(2019-07-13)

상태, 열역학적 상태량, Extensive Property, 종량적 상태량, 총량적 특성, 크기 성질, Intensive Property, 강성적 상태량, 강도성 특성, 세기 성질

1. 열역학적 `상태` (state)  x의 성질들이 시간에 따라 변화되지 않는 고정 값을 갖게되는 거시적 조건
     - 일련의 열역학상태량들에 의해 완벽하게 결정됨
        . 한 벌의 열역학변수들(상태량들)의 모임
           .. 상태량(xi)들의 집합 : x = {x1,x2,...,xn} 


2. 열역학적 `상태량` (property)  xi

  ㅇ 계(시스템)을 정량화할 수 있는 거시적 특성 
     - 상태량인 例) : 에너지,질량,체적,밀도,압력,온도 등
     - 상태량이 아닌 例) : 일(Work),열(Heat) 등

  ※ 계의 특성을 나타내는 함수적 표현  ☞ 상태 함수 참조


3. 열역학상태량의 특징 에너지와 연관됨
     - 例) 색깔,길이 등은 상태를 나타낼 수 있으나, 열역학상태량은 아님

  ㅇ 두 상태 사이의 변화가 경로와는 무관
     - 주어진 상태에서 물질의 각 상태량 값은 유일하고 명확해야함
        . 그 상태에 도달하는 경로와는 무관함

  ㅇ 대부분의 열역학상태량들은 크게 2개의 상태량에 의존
     - 즉, `압력`과 `온도`라는 두 기본 성질이,
     - 다른 모든 성질들을 결정하기에 충분 함


4. 열역학상태량의 종류

  ㅇ 종량적 상태량 (Extensive Property)  :  크기 성질
     - 의 크기(질량) 또는 범위에 따라 값이 변하게되는 상태량 (`크기` 변수)
        . 例) 총 질량, 총 체적, 총 운동량, 총 에너지 등
           .. 부분계 성질들의 합으로 표현됨 (질량/크기/범위에 비례적)
        . 일반적으로, 대문자로 표기 : V(체적) 등 (질량 m은 예외)

  ㅇ 강성적 상태량 (Intensive Property)  :  세기 성질
     - 의 크기(질량) 또는 범위와는 무관한 상태량 (`세기` 변수)
        . 例) 온도, 압력, 밀도, 비 체적 등
           .. 시간,위치에 따라 변화될 수 있음
        . 일반적으로, 소문자로 표기 : ρ(질량 밀도) 등 (압력 P, 온도 T는 예외)

     - 비록, 전체적으로는 크기 성질이나, (질량,체적 등)
        . 비(比) 형태의 (비중량,비체적 등), 몰(Molar) 형태의 (몰질량,몰부피 등)은,
        . 실제 물질 크기에 관계없으므로, 세기 성질 임

  ※ 한편, 측정이 불가능하거나, 쉽게 결정하기 어려운 열역학상태량들
     - 내부 에너지, 엔탈피, 엔트로피


5. 열역학적 과정,열역학적 경로 비교

  ㅇ 경로 (path)  ☞ 경로 함수
     - 계의 상태 변화를 일련의 순서로 나열할 수 있는 것 (상태 변화의 추적이 가능함)

  ㅇ 과정 (process)
     - 계의 상태 변화의 결과 만 관심을 갖음 (상태 변화의 추적이 필요없음)
 

6. 열역학적 평형상태,열역학정상상태 비교열역학적 평형상태 (Equilibrium state)
     - 시간에 따라 변하지도 않고, 흐름도 없음
        . 불균형 포텐셜(또는,구동력)이 없는 균형상태

  ㅇ 열역학정상상태 (Steady state)
     - 시간에 따라 변하지 않으나, 흐름은 있음
        . 열역학정상상태(steady state)
           .. 시간이 변해도 계속 같은 상태에 있는 것 
        . 열역학적 정류상태(stationary state)
           .. 변화하는 모양이 일정함

  ※ 한편, 화학반응,원자핵반응 등 비 평형상태에 대해서는,
     - 열역학적으로 거의 고려하지 않음


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