한국 세계 최초 절대영도까지 냉각기술 개발

[김두천]

◈  한국 세계 최초 절대영도까지 냉각기술 개발

  오늘 <유튜브 동영상>에서 한국이 세계 최초로 절대온도 (絶對溫度 : Absolute Temperatue : -273.15℃ = 0 K)  0(零)도에 근접한 -273.13 ℃

까지 냉각시키는 기술을 개발했다는 것을 보고, 깜짝 놀라 이 동영상을 여러분과 함께  하고 싶어 이 글을 씁니다.

 이러한 첨단 기술들은 서로 공개하지 않는 것이 원칙인데, 우리는 어떻게

이 것이 가능했을 까요?

 그것은 반도체분야에서 최 선두를 질주하고 있는 우리 기술자들이, 저온 냉각에 진동 제어기슬을 접목하여 이룬 결과라 합니다.

◆ 절대온도(絶對溫度 : Absolute Temperatue)

 열역학 제3법칙(third law of thermodynamics)은 엔트로피의 기본적인 개념과 관련되는 내용으로 다음과 같이 기술된다.

절대 영도에서 계(系 : System)의 엔트로피는 0이 된다

양자역학에 따르면 절대 영도에서 계는 반드시 최소의 에너지를 가지는 상태, 즉 바닥 상태에만 존재할 수 있다.

＊ 계 : 우리의 관심의 대상이 되는 구역(물체 - 석탄 한 덩어리, 석유 한통 등)

▲ 절대온도는 어디에 쓰이나?

  (1) 절대온도의 계산
 계 또는 물체의 에너지는 절대영도에서 0 이기 때문에  에너지 계산에

필요한 온도는 절대 영도에서 부터 계산하여야 한다.

  (예) 20 ℃ → T(K)= t( ℃ ) +273.15

         = 20 + 273.15
       
         = 293.15 (K) 

▲ 기체상태방정식  PV=mRT
  기체의 상태를 나타내는 성질간의 관계식

  (예)  공기(이상기체) 1 kg의 압력이 1기압(1.01325 bar)이고 체적이
        1 ㎥ 일 때 온도(K)? 

        1 기압= 101325 N/㎡ ,  
        R=287 J/(kg⋅K)
        일의 단위 J=N‧m 


          계산
         T=PV/mR
           =101325 N/㎡ * 1 ㎥ /1 kg / 287 J/(kg⋅K)
           = 353.05 (K)
           = 79.9  ℃