기계공학 면접자료 - 열역학

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1. 엔탈피와 엔트로피 개념을 설명하라
자연(自然)에서의 자발적인 변화는 안정(安定)되면서도 자유(自由)로운 상태로 나아간다. 바꾸어 말하면 에너지(Energy)는 낮아지는 방향으로, 무질서도(無秩序度)는 높아지는 방향으로 변화한다. 여기서 에너지를 나타내는 척도를 ‘엔탈피(Enthalpy)’라 하고, 무질서도를 나타내는 척도를 ‘엔트로피(Entropy)’라고 한다면, “자연에서의 자발적인 변화는 엔탈피가 감소하고 엔트로피가 증가하는 방향으로 향한다.”

2. 1종 영구기관과 2종 영구기관을 설명하라.
1) 한 번의 에너지 공급으로 영원히 움직이며 열역학 제1법칙 - 에너지 보존의 법칙을 씹는 제1종 영구기관
2) 열 에너지를 스스로 일로 전환하며 열역학 제2법칙 - 엔트로피의 법칙을 씹는 제2종 영구기관
3) 마찰, 손실이 없이 무한한 운동을 하는 제3종 영구기관. 이건 앞의 1·2종 영구기관과는 조금 성질이 다르다.
① 이것은 에너지를 생산하지는 않고 저장용으로 사용할 수 있다.
② 1·2종과는 달리 이론적으로는 만들 수 있으며, 현실의 기술로도 이에 근접한 수준으로는 만들 수 있다.

현실에서 아직까지 영구기관의 조건을 만족시킨 현실성 있는 영구기관은 1·2·3종을 불문하고 완성되지 않았고, 조건을 보면 알겠듯이 물리 법칙이 뒤집어 지지 않는 한 앞으로도 그럴 가능성은 없다.

다만, 단순히 멈추지 않고 일을 한다고 모두 영구기관은 아니다. 따라서 지속적으로 에너지가 공급될 수 있는 태양열, 풍력, 지열 등의 재생 가능 에너지를 이용하여 작동하는 동력기관은 영구기관이 아니다. 이건 그냥 투입 가능한 자원이 영구적인거다.

3. 열역학 0∼3법칙을 설명하라
1) 0법칙-열역학적 평형 : 어떤 물체 A와 B가 열평형상태에 있고, A와 C가 열평형 상태에 있으면, B와 C 역시 열평형 상태에 있다는 것이다.

얼핏 보면 매우 당연해 보이는 것이지만, 1법칙, 2법칙, 3법칙이 확립된 후에야 이것이 확립되었다. 이 사실은 계의 상태나 크기 같은 것에 상관 없이 절대적인 척도가 될 수 있는 어떤 열역학적 개념, 즉 온도를 확립할 수 있게 해주기 때문에 중요성이 인정되어 0법칙이 되었다.