엔트로피 질문
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로켓연구가 작성일2002-08-15 21:37관련링크
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상자가 있습니다. 단열이 되어있습니다. (당연히 외부와 열출입이 없습니다.)
안에 단진자가 있습니다. 진자의 질량을 m이라고 하지요. 상자안에는 공기가
있습니다.
단진자가 움직일때 이 상자의 엔트로피는 어떻게 되나요?
다같이 생각해봅시다.
댓글 11
보통상식님의 댓글
보통상식꽤 시간이 흘렀는데도 리플이 안달리니 우리 사이엔지의 사람들은 이런쪽에 관심이 없나 봅니다. 로켓연구가님의 name value에 비추어 함정이 있는 문제 같지는 않고 제 답은 직관적으로 보아 증가한다고 봅니다. 단진자의 운동(또는 위치)에너지가 단진자와 공기분자와의 충돌로 인해 (음파 및)열에너지로 변하겠지요. 그 결과 고급인 운동/위치에너지가 저급의 열에너지로 변하는 것이므로 엔트로피는 증가한다고 봅니다. 그런데 가정에 왜 단열이라고 넣으셨는지?
로켓연구가님의 댓글
로켓연구가보통상식님 언제나 답변 감사합니다. 열역학 책을 보니깐 밀폐계에서 비가역적 운동을 할 경우에는 그 시스템의 엔트로피가 증가한다고 나와있더군요. 단진자의 운동도 비가역적 운동이고 (멈춰있는 단진자가 저절로 움직일리는 없죠?) 단열이라고 쓴 것은 외부와의 에너지 출입이 없다는 이야기, 즉 밀폐계란 것을 가리키려고 적은 말입니다.
로켓연구가님의 댓글
로켓연구가그렇다면 위의 경우엔 엔트로피가 증가한다고 할 수 있겠습니까? 음, 실은 공부하면 할 수록 엔트로피의 개념이 점점 흐려져서 혹시 확실히 정의해주실 분 안계시나요?
로켓연구가님의 댓글
로켓연구가전에 누가 쓴 책에서, 우주의 엔트로피는 점점 증가해서 결국 무질서도가 쌓여서 필연적으로 멸망한다고 쓰여져 있는 것을 기억하는데
로켓연구가님의 댓글
로켓연구가만약에 이 우주가 밀폐계가 아니고 우주의 바깥의 어느 계와 에너지를 교환하는 개방시스템이라면 멸망은 면할 수 있는 것 아닌가요? 음 이 점도 궁금하네요. 관심있으신 분 답변 부탁합니다.
소요유님의 댓글
소요유엔트로피에 대하여는 보텅상식님과 로켓연구가님의 말씀에 다 나와있네요. 엔트로피를 이해하기 위하여 제일좋은 방법이 '제 2종 영구기관'이 불가능함을 이해하는 것이 가장 좋습니다. 엔트로피는 미시적인 입자의 운동과 거시적인 열과의 관계를 묶는, 즉 게시적인 열물리와 미시적인 통계역학을 묶는 파라메터 역할을 하게됩니다. 다시 제 2종영구기관으로 돌아가서 1종 영구기관은 에너지 보존법칙을 위반하는 기계장치이고 2종 영구기관은 엔트로피 법칙을 위반하는 기계입니다.
소요유님의 댓글
소요유엔트로피를 '무질서도'라고 번역하면 오해하기 쉽습니다. 사회학에서 이해하기위하여 이렇게 번역하긴 하는데 좀 문제가 있어 보입니다. 보통상식님이 고급일과 저급일을 분류하셨듯이 엔트로피는 그 일의 성격이 어떤가를 나타내주는 물리량입니다. 즉 에너지는 일과 열로 나타날 수 있고, 이 둘의 에너지 형테는 상호 교환적 (줄의 실험)이긴 한데 모든 일은 열로 전환될 수 있지만 모든 열은 일로 바뀔 수없다는 것이 엔프로피의 법칙입니다.
소요유님의 댓글
소요유따라서 어떤 계가 어느 정도의 에너지를 갖고있는데 이 에너지 중에서 일=운동혹은 운동가능성으로 바뀔 수 없는 에너지의 비율이 어느 정도인가가 바로 엔트로피입니다. 즉 엔트로피가 낮으면 계가 일을 많이 할 수 있고, 높으면 많이 할 수 없다는 말이지요. 즉 일이란 에너지 뿐만아니라 엔트로피와 관계된다는 것을 말합니다.
소요유님의 댓글
소요유이 문제에서 일반상식님 말씀대로 엔트로피는 증가할 겁니다. 즉 역학적인 일 (진자의 운동)이 마찰에 의하여 열에너지로 전환되고, 한편 이 열은 고립계 밖으로 빠져나가지 않기 때문에 dQ > 0, dS=dQ/T > 0 이렇게 되겠지요.
소요유님의 댓글
소요유엔트로피 법칙을 우주에 적용하면 역시 엔트로피가 증가됩니다. 그런데 엔트로피는 우주의 물리적 형태, 즉 팽창하는 우주에 의하여 지배당하는 법칙일 수 있다는 주장도 있습니다. 만약 우주가 수축한다면 엔트로피는 반대로 감소하는 것이 법칙이라는 것입니다. 이러한 견해는 사실 마흐 (마하, Mach)의 원리, 즉 국소적인 물리법칙은 거시적인 우주구조에 의하여 결정된다'는 원리에 기반을 두고 있습니다.
신현철님의 댓글
신현철와~ 신기하군요.. 마흐의 원리라...^^