계와 주위(System and Surroundings)

열역학에선 계와 주위를 관찰하며 계의 상태가 어떻게 달라지는지를 연구합니다.

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1. 계와 주위

 

1) 정의

 

'계(System)'는 우리가 관심을 가지고 관찰하는 우주의 한 부분이다. '주위(Surroundings)'는 계를 제외한 우주의 모든 부분을 가리킨다.

 

 

2) 계의 종류

 

계의 종류는 계와 주위 사이의 물질 및 에너지 교환 여부에 따라 열린계, 닫힌계, 고립계로 나눈다.

 

'열린계(Open system)'는 계와 주위 사이에 물질과 에너지를 모두 교환할 수 있는 계를 말한다.
'닫힌계(Closed system)'는 계와 주위 사이에 물질은 교환할 수 없지만 에너지를 교환할 수 있는 계를 말한다.
'고립계(Isolated system)'는 계와 주위 사이에 물질과 에너지를 모두 교환할 수 없는 계를 말한다,.

 

 

보통 지구라는 계를 생각하면 지구는 닫힌계로 취급합니다. 우주와 지구 사이에 에너지 교환은 이루어지지만 물질이 유입된다고 보지는 않는 것이죠. 운석이 떨어지는 경우 물질 유입으로 볼 수 있으나 대부분은 유성우로 대기에서 타 없어지고, 대부분의 에너지를 태양으로부터 받기 때문에 닫힌계로 보아도 큰 문제가 발생하지 않습니다.