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기계

제1종 영구기관 열역학 제 1법칙 , 제 2종 영구기관 열역학 제 2법칙


  영구기관?


영구기관은 한 번 에너지를 공급받으면 더 이상 에너지를 공급하지 않아도 스스로 영원히 운동하며 작동하는 기관이다.


이 중 제 1종 영구기관과 제 2종 영구기고나이 있는데 이것들은 모두 열역학 법칙에 위배된다.






  제 1종 영구기관


제 1종 영구기관 : 외부에서 에너지 공급없이 계속 일을 하는 기관


제 1종 영구기관은 열역학 제 1법칙에 위배된다.


열역학 제 1법칙

에너지 보존의 법칙, 에너지가 새로 공급되지 않는 한 에너지의 총량은 항상 일정하다.


기계가 작동하면서 기계 내부의 마찰이나 저항 때문에 열이나 소리로 전환되는 에너지가 존재하는데 에너지의 총량은 보존되므로 기계를 움직이게 하는 에너지는 점점 줄어들기 때문에 제 1종 영구기관은 존재하지 않는다.




출처 : zum 학습백과















  제 2종 영구기관


제 2종 영구기관 : 열을 모두 일로 바꾸어 열효율[각주:1]이 1인 기관 


제 2종 영구기관은 열역학 제 2법칙에 위배된다.


열역학 제 2법칙

엔트로피[각주:2] 증가의 법칙, 에너지의 이동에는 방향성이 있다는 법칙이다.

예를들어 뜨거운 물과 차가운 얼음을 같이 놓으면 둘의 온도가 평형을 이루어 물이 될 수는 있지만 다시 뜨거운 물과 얼음으로 분리되지는 않는다. 


제 2종 영구기관의 예로 바닷물을 끌어다가 열을 빼앗은 뒤 뒤로 차가운 바닷물을 방출하면서 계속 움직이는 배가 있다고 해보자.

하지만 그 배는 결국 멈추게 된다. 왜냐하면 제 2법칙에 의해 온도가 낮은 바닷물이 온도가 높은 기관으로 열을 이동시킬 수 없기 때문이다.







  1. 기관으로 공급된 열에너지중 얼마만큼의 에너지가 일에 사용되었는지에 대한 비율 [본문으로]
  2. 무질서도, 확률이 높은 상태가 확률이 낮은 상태보다 엔트로피가 크다고 한다. 물질의 변화는 엔트로피가 커지는 방향으로 일어난다. [본문으로]