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New Phys.: Sae Mulli 2019; 69: 1252-1256
Published online December 31, 2019 https://doi.org/10.3938/NPSM.69.1252
Copyright © New Physics: Sae Mulli.
Suk Joo YOUN*
Department Physics Education, Gyeongsang National University, Jinju 52828, Korea
Correspondence to:ysj@gnu.ac.kr
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Modified thermodynamic square is suggested with some physical considerations. The Legendre transformed relations of the internal energy $E$, the Helmholtz free energy $F$, the Gibbs free energy $G$, and the enthalpy $H$ can be represented at the vertices on a diamond diagram, with these vertices being located at the center of the edges of the thermodynamic square. Finally, the complete thermodynamic square can be obtained by marking the state variables at the vertices of the square.The internal energy and the Helmholtz free energy are represented by $E$ and $F$ for mnemonic convenience. Knowing the conjugate relations between the state variables and differentiating between the extensive and the intensive variables can help in remembering and utilizing the diagram.
Keywords: Physics education, Thermodynamics, Thermodynamic square, Born square, Diagram
물리학적인 고려를 바탕으로 수정된 열역학 사각형을 제시하였다. 내부에너지 $E$, 헬름홀츠 자유에너지 $F$, 깁스 자유에너지 $G$, 엔탈피 $H$ 사이의 르장드르 변환 관계를 그림으로 표시하면 마름모의 꼭지점에 놓이게 된다. 열역학 사각형에 표시하면 각 변의 중앙에 $E, F, G, H$가 표시된다. 다시 열역학 사각형의 꼭지점 자리에는 열역학 퍼텐셜의 자연 변수를 표시하면 열역학 사각형을 얻을 수 있다. 내부에너지는 $E$로 표시하고 헬름홀츠 자유에너지는 $F$로 표시한 것은 알파벳 순서에 따라 기억하기 위한 것이다. 상태 변수들간의 켤레 관계를 알고, 크기 변수와 세기 변수를 구분해주면 열역학 사각형을 기억하고 활용하는데 도움이 된다.
Keywords: 물리교육, 열역학, 열역학 사각형, 보른 사각형, 도표