열역학 제0법칙

열역학 제0법칙

법칙1

계 $A,B,C$ 에 대해 $A$ 와 $B$ 가 열역학적 평형을 이루고 $B$ 와 $C$ 열역학적 평형을 이루면 $A$ 와 $C$ 도 열역학적 평형 을 이룬다.

설명

열역학 제0법칙을 수학적으로 표현하자면 ‘열역학적 평형의 추이성‘이 된다. 유클리드 기하학 제1공리$A = B \land B=C \implies A = C$ 와 같이 각 분야의 근간을 이루는 중요한 법칙이고, 물리학의 많은 부분에서 자연스럽게 사용하게 된다.

열접촉thermal contact은 서로 다른 계가 열을 교환하는 과정을 말한다. 왼쪽이 온도가 높은 계, 오른쪽이 온도가 낮은 계라고 하면 아래와 같이 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 열이 흐른다.

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열역학적 평형Thermodynamic Equilibrium은 다음과 같이 기술된다:

시간이 흐르면 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르는 열과 오른쪽에서 왼쪽으로 흐르는 열이 같아질 것이다. 이런 상태를 열역학적 평형이라고 한다. 주의해야 할 것은 (거시적으로는) 열의 흐름이 없는 것이지 (미시적으로도) 열이 흐르지 않는 것이 아니라는 점이다. (거시적으로) 관측하기로는 열의 변화가 없지만 정말 (미시적인) 에너지의 흐름 자체가 멈추었다고 장담할 순 없다. 이러한 열의 변화는 있더라도 아주 작은 양이어서 관측할 때는 흐름이 없는 것으로 간주될 수 있다.

같이보기


  1. Stephen J. Blundell and Katherine M. Blundell, 열 물리학(Concepts in Thermal Physics, 이재우 역) (2nd Edition, 2014), p41-43 ↩︎

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