물리화학20 물리화학 순수한 물질의 물리적 변환 증발, 용융, 그리고 흑연으로부터 다이아몬드로의 변환 등은 모두가 화학적 조성의 변화가 수반되지 않는 상의 변화다. 순수한 물질의 상변화는 열역학을 화학에 응용하는 가장 단순한 예이며, 이러한 과정들이 일정한 온도와 압력에서 일어나려면 그 계의 Gibbs 에너지가 감소하여야 한다는 원리를 충족시켜야 한다. [상의 안정도] 열역학은 상의 안정도와 변환을 논하고 이해하는 데 대단히 중요한 역할을 하지만, 이것을 이용하려면 우선 여기서 사용되는 정의들을 완전히 이해해야 한다. 물질의 상이랑 화학적 조성은 물론 물리적 상태가 전체적으로 균일한 물질의 형태다. 그리하여 우리는 한 물질의 고체상, 액체상, 기체상을 말하기도 하고, 또 인의 검은 동소체와 흰 동소체나 탄산칼슘의 아라고나이트와 방해석 중합체들과 같은 .. 2022. 8. 25. 물리화학 열역학 제2, 3법칙 엔트로피 어떤 현상은 자연적으로 일어나고, 또 어떤 것은 그렇지 않다. 이것은 이 세상의 무엇인가가 자발적 변화의 방향을 정해 주기 때문이다. 자발적 변화란 그 변화를 일으키는 데 일을 필요로 하지 않는 변화다. 여기서 하나 강조해야 할 점은 자발성이란 실질적으로 인지될 수 있건 없건 관계없이 자연적 경향을 나타내는 것으로 해석해야 한다는 것이다. 열역학은 자발적 변화가 일어나는 실제 속도에 관해서는 말 못 하며, 자발적 과정 중에는 변화 속도가 너무 느려서 실질적으로 변화가 안 일어나는 것이 있기도 하고 또 순간적으로 일어나는 것도 있다. [엔트로피] 변화의 방향은 에너지와 물질의 분포와 관계되며, 자발적 변화가 일어나면 항상 에너지나 물질이 분산된다. 이 이론을 정량화하기 위해서 도입되는 것이 엔트로피라는 성.. 2022. 8. 25. 물리화학 열역학 제1 법칙 엔탈피 열역학 제1 법칙에서 매우 중요한 개념인 엔탈피. 이것은 일정한 압력 아래에서 일어나는 물리적 변화나 화학 변화에 수반되는 열을 정산할 수 있는 회계 장부와 같은 역할을 하는 유용한 성질이다. 내부 에너지나 엔탈피 변화는 열 계량이라고 통틀어 칭하는 방법을 이용하여 실험적으로 측정한다. [엔탈피] 일정한 압력 아래에서 계가 팽창하거나 수축할 때와 같이 계의 부피가 자유롭게 변할 수 있을 때는 계의 내부 에너지 변화가 열로서 가해준 에너지와 같지 않다. 이러한 조건에서는 계에 가해준 에너지의 일부가 팽창 일로서 주위로 돌아가며, 그러므로 dU가 dq보다 작아진다. 그러나 이때는 일정 압력 아래에서 가해준 열이 계의 엔탈피라고 하는 열역학적 성질의 변화와 같게 된다. 엔탈피는 H = U + PV 라고 정의된.. 2022. 8. 25. 물리화학 열역학 제1 법칙 내부에너지 연료가 난로 속에서 탈 때 방출되는 에너지는 주위를 덥히는 데 이용할 수 있고, 엔진 속에서 탈 때 방출되는 에너지는 기계적 일을 만들 수 있고, 또 화학 반응을 통해서 전자를 회로를 통해 흐르게 하면 전기적 일을 만들 수 있다. 화학 반응 중에는 열이나 일을 얻는 데 이용할 수 있는 것, 방출되는 열은 버리고 그 생성 물질을 얻는 데 이용되는 것, 그리고 생명 과정을 이루는 것 등이 있다. 에너지 변환을 연구하는 열역학을 이용해서 우리는 이러한 모든 반응을 정량적으로 설명할 수 있고 또 유용한 예측을 할 수 있다. [내부에너지] 열역학에서는 우주를 계와 그 주위와의 두 부분으로 나눈다. 계는 우리가 특히 관심을 갖는 우주의 한 부분으로서, 이것은 반응 용기일 수도 있고, 또 엔진, 화학 전지, 생물학적.. 2022. 8. 25. 이전 1 2 3 4 5 다음