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- 열역학 제 1법칙

물리에서 열역학과 그 개념은 똑같습니다. 다만 관점이 달라요.  일단 에너지 보존의 법칙이란 것은 같습니다. 

총 내부 에너지의 변화량은  열에너지와 일에너지의 합과 같다.  이게 화학에서 정의하는 열역학 1법칙입니다. 

대부분 연세대 준비하는 자연계분들이  수학과 물리는 거의 다 들어가기 때문에  화학에서 배우는 열역학과 물리에서 배우는 열역학과 관점의 차이를 잘 생각하셔야 합니다. 

지금은 위 식과 동일하다고 봅시다. q가 열에너지,  w가 일에너지입니다.  위 두개를 설명하려면  먼저 계와 주위에 대해서 알아야 합니다.  

계 : system이라 합니다. 계는 우리가 관심을 두고 있는 부분이라고 합니다.  

주위 : surrounding이라 합니다. 계를 제외한 나머지 부분입니다.  지구가 계라고 한다면  우주는  주위가 됩니다. 

화학에서 말하는 반응 속도란 반응물과 반응물이 만나서 생성물을 만들어내는데까지의 시간적 척도를 의미합니다. 

우리는 이 반응 속도에 미치는 요인이 무엇인지 안다면 이 단원에서 크게 어려운 점은 없습니다. 

위 표를 봅시다. 일단 지금 제가 포스팅하는 단원은 브라운 일반화학 14판 기준으로 '화학 반응 속도론'이기 때문에 뒤에 평형의 위치와 평형 상수에 대한 이야기는 하지 않겠습니다. 

먼저 속도를 봅시다. 농도가 짙어지면 속도를 올라갑니다. 즉, 정비례 관계에 있습니다. 온도와 촉매 역시 마찬가지입니다. 온도가 높을수록 반응속도도 빨라집니다. 예를 들어볼까요? 여러분들이 커피에 설탕을 녹이려고 할 때, 커피의 온도가 높아야 설탕의 녹는속도가 더 빨라지죠? 같은 이치입니다. 

그리고 촉매. 촉매는 반응이 빠르게, 잘 일어나도록 도와주는 스팀팩같은 녀석인데요. 반응물과 반응물이 만났다고 해서 바로 생성물을 만들어내는 것은 아닙니다. 만들어내는 것을 시작하기 전까지 요구되는 '에너지' 란게 있는데요. 

이걸 바로 활성화 에너지라고 부릅니다.  따라서, 활성화 에너지는 생성물을 만들어내는데 요구되는 조건이죠. 

마치 광전 효과에서의 문턱 진동수와 같은 역할을 하는것이죠. 

따라서 속도는 지금 주어진 3가지 요인에 모두 영향을 받습니다.  이제 다음 포스팅부터 속도와 속도 상수에 대한 이야기를 자세히 시작하겠습니다.