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  7. 에너지 보존과 엔트로피

엔트로피(S)


1. 엔트로피

무질서도를 나타내는 척도 → 무질서도가 클수록 엔트로피가큼


2. 질서 있는 상태에서 무질서한 상태로, 즉 낮은 엔트로피 상태에서 높은 엔트로피 상태로 되는 과정은 자발적으로 일어남


엔트로피와 확률


1. 무질서도가 큰 상태가 일어날 확률이 더 크기 때문에 무질서도가 증가하는 방향으로 자발적인 변화가 일어남 → 무질서도가 클수록 엔트로피가큼


두 가지 색깔의 구슬을 넣고 흔들어 섞으면 구슬이 무질서하게 섞일 확률이 질서 있게 두 층으로 나누어질 확률보다 더 큼 → 무질서도(엔트로피)가 증가하는 방향으로 자발적인 변화가 일어남

엔트로피와 확률

가운데가 뚫린 상자에 기체를 넣었을 때 기체 분자가 양쪽 상자에 무질서하게 퍼져 있을 확률이 한 쪽 면에만 모여 있을 확률보다 더 큼 → 무질서도(엔트로피)가 증가하는 방향으로 자발적인 변화가 일어남


2. 학생들이 운동장에 배열할 수 있는 경우의 수

▶ 학생들이 운동장에 모여 있는 경우 학생들이 한 줄로 서 있을 확률보다 제멋대로 무질서하게 서 있을 확률이 높음 → 질서 있는 경우보다 무질서한 경우 엔트로피가큼


엔트로피와 확률


관련문제

문제

01

그림과 같이 가운데가 뚫린 용기 한쪽에 4개의 입자가 있다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

<보기>

엔트로피와 확률


ㄱ. 용기 안 4개 입자의 가능한 배열 방법은 16가지이다.
ㄴ. 4개의 입자가 모두 한쪽 용기에 있을 확률이 가장 높다.
ㄷ. 용기의 양쪽에 입자들이 퍼져 있을 때가 한쪽에 있을 때보다 엔트로피가 크다.

선택지

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 :

해설 :

▶ ㄱ. 2개의 용기에 4개의 입자가 배열할 수 있는 방법은 24가지이다. ㄷ. 용기의 양쪽에 입자가 퍼져 있는 것이 한쪽에 있을 때보다 더 무질서하다. 그러므로 양쪽에 입자가 퍼져 있을 때 엔트로피가 더 크다.

▶ ㄴ. 4개의 입자가 모두 한쪽 용기에 배열되는 방법은 1가지이다. 그러므로 확률은 1/24 = 1/16로 가장 낮다.

문제

01

다음 글의 ( ) 안에 알맞은 말을 쓰시오.

<보기>

질서 있는 상태에서 무질서한 상태로, 즉 엔트로피가 ( ㉠ ) 상태에서 엔트로피가 ( ㉡ ) 상태로의 변화는 자발적으로 일어난다.

정답 :

㉠ 낮은, ㉡ 높은

해설 :

질서 있는 상태에서 무질서한 상태, 즉 엔트로피가 낮은 상태에서 엔트로피가 높은 상태로의 변화는 자발적으로 일어난다.

참고서 연관목차

첫 페이지 보기
  1. 1.다양한 모습의 물질

    1. 1 . 기체

    2. 2 . 액체와 고체

    3. 3 . 용액

  2. 2.물질 변화와 에너지

    1. 1 . 화학 반응과 열

    2. 2 . 에너지 보존과 엔트로피

    3. 3 . 화학 반응의 자발성과 자유 ...

  3. 3.화학 평형

    1. 1 . 화학 평형과 평형 이동

    2. 2 . 상평형과 용해 평형

    3. 3 . 산과 염기의 평형

    4. 4 . 산화 · 환원 반응과 전지

  4. 4.화학 반응 속도

    1. 1 . 반응 속도

    2. 2 . 농도 및 온도와 반응 속도

    3. 3 . 촉매와 반응 속도

  5. 5.인류 복지와 화학

    1. 1 . 인류 복지와 화학

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