🔄 열역학 제2법칙: 에너지는 방향성을 가진다!

📌 열역학 제2법칙이란?

에너지는 항상 일정한 방향으로만 이동하며, 그 과정에서 무질서도(엔트로피)는 증가한다. 즉, 자연계에서 에너지는 더 쓸모 없는 상태(무질서한 상태)로 변화하며, 되돌릴 수 없는 방향성을 가진다는 뜻입니다.

 

 

⚙️ 쉽게 말해볼까요?

• 뜨거운 물이 식는 건 자연스럽지만, 찬물이 저절로 끓는 일은 없다.
• 향수를 뿌리면 공기 중에 퍼지지만, 다시 향수가 병에 모이진 않는다.
• 이런 현상은 모두 열역학 제2법칙에 따라 설명할 수 있어요.

 

📐 수식으로 표현하면?

엔트로피의 총합은 절대 감소하지 않는다:

 

ΔS≥0

 

• S: 엔트로피 (무질서도의 정도)
• ΔS: 엔트로피의 변화량
• 고립된 계에서는 항상 엔트로피가 증가하거나 그대로 유지됨

열역학 제2법칙의 설명

 

🧪 실생활 예시

• 냉장고: 내부를 차갑게 만들기 위해 외부에 더 많은 열을 방출함
• 엔진: 열에너지 → 운동에너지 전환 중 일부는 항상 폐열로 손실됨
• 우주: 시간이 지날수록 무질서해지고, 결국 “열적 죽음(Heat Death)”으로 향한다는 이론도 있음