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| 지구화학 개론 - 제 3장 지구화학을 위한 열역학 |
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지질학은 수학, 물리학, 화학, 및 생물학과 함께 자연과학의 한 축을 이루는 과학이다. 그러나, 지질학은 다른 자연과학 학문 분야보다는 훨씬 더 종합과학적인 성격을 띠며, 따라서, 매우 꼼꼼한 자료 수집과 추론, 그리고 이를 합리적으로 풀어나가는 논리 체계를 요구한다. 지질학은 현대에 들어와서 더욱 세분화되고 전문화되었는데, 이는 지질학에 화학과 물리학 원리들을 응용하면서 촉발된 것으로 생각된다. 지질학은 연구 분야의 세분화 전문화에 발 맞추어 보다 정교한 이론과 논리 체계로 무장하게 되는데, 지질학에 있어서 화학적 측면의 이러한 이론 및 논리체계의 대표적인 것이 바로 열역학(Thermodynamics)의 이론과 논리체계인 것이다. 지질학에 응용되는 화학적인 이론은 열역학 이외에도 "반응 속도론"이라든지 "양자론"이라든지 여러 가지 다른 것들이 있지만, 아직까지 이러한 이론들은 지질 현상의 해석에 있어서 열역학만큼 뛰어난 범용성과 적용성을 보여주지 못하고 있다. 지질학에 있어서 열역학이 응용되는 분야는 매우 다양하다. 예를 들면, 광물의 용해 및 침전 기술, 안정 변성광물군의 예측과 이를 이용한 지온 지압 측정, 그리고 물의 순환 경로상의 다양한 반응 결과에 따른 수질 변화예측 등이 열역학을 이용하여 할 수 있는 일들이다. 이러한 예는 수 많은 지질학에서의 열역학 응용 사례들 중의 몇 개에 지나지 않는다. 이 단원은 지질학, 그중에서도 특히 지구화학을 공부하는데 필요한 기본적인 열역학적 이론을 소개하기 위한 것이다. 열역학에 대한 자세한 논의는 이 강좌의 기본 방향으로부터 벗어날 뿐만 아니라, 그 자체만으로도 엄청난 양의 시간과 노력이 필요하다. 지질학적 응용을 위한 열역학에 대해 좀 더 자세히 공부하고 싶은 사람들은 Kern and Weisbrod의 "Thermodynamic for Geologists (1967)"나 Nordstrom and Munoz의 "Geochemical Thermodynamics (1985)"와 같은 전문서적을 참고하기 바란다. 자 이제 아래와 같은 순서로 기초적인 열역학의 세계를 맛보기로 하자. 3-1. 열역학이란 3-2. 용어 정의 3-3. 열역학 제 1 법칙 3-4. 열역학 제 2 법칙 3-5. 열역학 제 3 법칙 3-6. 온도 압력에 따른 에너지 변화 3-7. 몰당 에너지 - 화학 포텐셜 3-8. Nernst 공식 참고문헌 |
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