🔥 열역학 제1법칙: 에너지는 사라지지 않는다!

📌 열역학이란?

열역학(thermodynamics)은 에너지의 흐름과 전환에 대한 과학입니다. 열, 일, 에너지, 엔트로피 같은 개념들이 이 분야의 핵심이죠. 그중에서도 가장 기초적이면서도 중요한 법칙이 바로 열역학 제1법칙입니다.

 

⚙️ 열역학 제1법칙이란?

에너지는 생성되거나 소멸되지 않으며, 단지 한 형태에서 다른 형태로 전환될 뿐이다.

즉, 시스템에 들어온 에너지와 나간 에너지의 총합은 항상 일정하다는 원리입니다. 이 원리를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다:

 

                                                                    ΔU=Q−W

• 🔺 ΔU: 내부 에너지의 변화
• 🔥 Q: 시스템에 가해진 열 (흡수 시 +)
• ⚒️ W: 시스템이 한 일 (외부에 한 일은 +)

예를 들어, 가스가 들어 있는 실린더에 열을 가하면 가스의 온도가 올라가고, 피스톤을 밀며 일을 하게 됩니다. 이때 가해진 열(Q)은 내부 에너지의 변화(ΔU)와 외부로 한 일(W)로 나뉘게 되는 것이죠.

 

열역학 제1법책의 설명

 

🧪 실생활 예시

• 자동차 엔진: 연료가 연소되면서 열에너지로 바뀌고, 이것이 피스톤을 움직이는 운동 에너지로 전환됨.
• 냉장고: 외부에서 전기에너지를 받아 열을 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동시킴.
• 우리 몸: 우리가 먹는 음식은 내부 에너지로 전환되어 생명 유지 활동에 사용됨.