모설 데이

표준 엔트로피 (S ˚) : 물질의 1atm의 특정온도(주로298K) 에서 1몰의 엔트로피 이때 A->B가 되는 반응을 살펴보자 A의 표준 엔트로피가 a이고 B의 표준 엔트로피라면 엔트로피의 증가량은 b-a이다. 따라서 이를 식으로 나타내면 △S ˚=∑S ˚(생성물)-∑S ˚(반응물) 이라는 결론을 얻을 수 있다. 이때의 △S ˚이 표준 반응 엔트로피라고 한다. 열역학 제 2법칙에서 △S(univ)=△S(sys)+△S(surr) 1.△Suniv>0 자발적 2.△Suniv0 흡열반응에서는 △S0 이다. 이때 발열반응에서는 △S(surr)>0 △S(sys) T△S(univ)=T△S(sys)-△H(sys) -T△S(univ)=△H(sys)-T△S(sys)≤0 이라는 식이 얻어진다. 이때 좌항의 -T△S(uni..

엔트로피에 대한 문제는 언제나 까다롭다. 엔트로피에 대한 문제를 받았을 경우 여러가지 조건을 생각해 볼 수 있어야 한다. - 고립계 고립계에서는 dS≥0이다. 단열재로 둘러싸인 계가 두 상으로 나뉘어 있다고 생각해보자. 그중 1번상의 온도가 T1, 2번상의 온도가 T2일때. 상1에서 상2로 열의 이동이 있다고 하자. 이때의 이동한 열을 dq라고 하면 dS = dq/T2 - dq/T1 이다. 이때 고립계의 경우 자발적인 과정에선 dS가 0보다 커야하므로 T1>T2임을 알 수 있다. - 계와 주위의 엔트로피 액체가 증발하여 포화증기가 될 경우를 생각해보자. 이 경우 증발하는동안 등온상태이다. △S(tot)=△S(sys)+△S(surr) 계가 얻은 열은 주위가 잃은 열과 같기 때문에 만약 증발이 가역적으로 일..

열역학 제 2법칙과 엔트로피는 열엔진의 효율을 고려하며 생겨났다. 열역학 제 1법칙에서 계를 한 상태에서 다른 상태로 변화시키는 과정에서 에너지가 보존된다. 하지만 이러한 과정이 자발적인지에 대한 정보는 알려주지 않는다. (외부로부터 계에 일을 해주어야 일어나는 반응을 비자발적인 반응이라 하며 자연스레 일어나는 반응을 자발적인 반응이라고 한다.) 반응이 자발적인지 알아보는 것은 굉장히 중요한 일이다. 반응의 자발성 유무를 판단하기 위해 필요한 것은 상태함수를 이용하는 것이다. 이상기체가 가역적으로 가열되면 열역학 제1법칙은 dU = CvdT = dq+dw = dq-pdv = dq - \(\frac{nRT}{V}\)dV dq=CvdT+\(\frac{nRT}{V}\)dV 이때 우변의 각 계수 Cv를 V로 미..

원자들은 근접할수록 서로 힘을 작용한다. 이러한 힘의 종류는 인력과 척력 두가지이다. 그리고 이 힘의 크기는 원자간 거리에 따라 다르다. 두 원자 사이의 총 힘은 인력과 척력의 합이다. Fn = Fa+Fr 그런데 인력과 척력의 크기가 같아지면 총 원자간의 힘은 존재하지 않는다. 즉, 평형상태이다. 두 힘은 거리가 가까워질 수록 커지는데 그림으로 나타내보면 이러한 형태를 가지게 된다. 척력은 일정한 거리까지 0이다가 거리가 가까워짐에 따라 굉장히 커진다. 인력은 거리가 멀어짐에 따라 0에 수렴한다. 가까워지면 인력 또한 커진다. 알짜힘은 거리가 가까워지며 척력이 커지는 정도가 훨씬 크므로 \(r_0\)때 0을 지난이후로 척력쪽으로 굉장히 커지게 된다. 여기서 수학적으로 에너지와 힘의 관계는 이러하다. E=..

육안으로 관측할 수 있는 것을 거시적이라고 하고 그보다 더 작아 볼수 없는 것을 미시적이라고 한다. 대부분의 재료에서 결정립들은 마이크로미터 단위이고 이는 굉장히 미시적인 영역이다. 따라서 이를 관측하려면 적당한 현미경을 이용하여야 한다. 광학/전자/주사탐침 현미경들이 현미경 관찰법에서 주로 사용된다. 이 장비들은 미세구조를 관측하는데 도움을 준다. 이러한 상을 사진으로 남겨 저장하기도 하는데 이것을 현미경사진이라고 한다. 그럼 현미경 이용 기술 부터 알아보자. 1. 광학 현미경 관찰법 광학 현미경 관찰법은 말 그대로 광학 현미경을 사용하는 것인데, 가시광선에 불투명한 재료의 경우 오직 표면만이 관찰되므로 광학 현미경은 반사모드로 사용한다. 우선 관찰을 하기 위해서는 시편의 표면을 매끄럽게 해주어야하는데..

지금까지 점결함과 선결함을 다뤘다. 이번에는 면 결함에 대해 알아보자. 계면 결함은 일반적으로 다른 결정 구조와 다른 결정 방향을 가진 재료의 두 부분을 분리하는 2차원 경계 이다. 계면 경계의 외부표면, 결정립계, 상 경계, 쌍정 경계의 4가지에 대해 알아보자. 1. 외부 표면 가장 명확한 경계 중의 하나로써 결정구조가 끝나는 부분이다. 표면 원자들은 완전하게 결합하지 못한 상태로 있기 때문에 불안정 하므로 내부에 있는 원자보다 높은 에너지 상태에 있다. 이러한 표면 원자의 결합 상태로 인해 표면 에너지가 생기는데, 이것은 단위 면적당 에너지의 단위로 표현된다. 이러한 표면 에너지를 줄이기 위해 재료는 가능하다면 표면적을 최소화 하려고 한다. 예를들어 액체의 경우 구의 형태를 띄게 된다. 2. 결정립계..

지금까지 점 결함을 알아보았다. 점 결함이 모여 이것이 선을 이룬 선결함이 있을때 이를 우리는 전위 (dislocation) 라고 부른다. 실제로 모든 결정 재료는 응고 및 소성 변형 도중 또는 급랭할때 생기는 열응력에 의해 생성된 전위가 있다. 전위는 금속 및 세라믹 재료의 소성변형과 관련이 있다. 위의 그림의 빈틈을 한 선이라고 생각하자 이러한 결함은 이동이 가능한데 위의 그림은 고체 내에서 전위가 이동한 모습을 나타내었다. 고체 전체를 이동시키는 것보다 이러한 전위를 이동 시켜 결국 조금조금씩 고체를 이동시키는 것은 효율이 높다. 전위의 종류에는 칼날전위와 나선전위 2가지가 있다. 하나씩 알아보도록 하자. 1. 칼날 전위 3차원 단위에서 위에서 보았을때 선결함의 전위선은 하나의 점같이 보이는데 칼날..

합금의 조성은 구성 원소로 표현할 수 있다. 두가지를 소개하자면, 중량백분율과 원자 백분율이 있다. 우선 합금이 2가지 원자로만 구성되 있다고 생각하고 이야기 해보자 1. 중량 백분율 중량 백분율을 식으로 나타내면 C1 = (m1/m1+m2)x100 이다. 이는 두 원자중 한 원자의 중량의 비를 나타낸 것이라고 할 수 있다. 그 비율에 100을 곱함으로써 사실상 1과 2의 질량을 더한 값이 100g일때 1번의 g은? 이라는 것이다. (C1+C2=100) 2. 원자 백분율 원자 백분율 또한 같은 맥락으로 C'1 = (n1/n1+n2)x100 이다. 이것은 두 원자중 한 원자의 몰수 비를 나타낸 것이라고 할 수 있다. 그 비율에 100을 곱함으로써 사실상 1과 2의 몰수를 더한 값이 100몰일때 1번의 몰수..