모르면 "황당"한-알면 "당연"한 공기엔진

공학이나 물리학에 정통하신 분들이,   공기엔진이 무한동력이나 영구기관이라고 말하면 어떤 학문적 선입견으로 거부감을 갖고 되지도 않는 일이라 부정적인 시각으로 보는 이유를 오늘 알게 되었습니다.   일단, 그들은 열역학 제2법칙(엔트로피의 법칙)을 배우는 과정에서, 1860년대에 열역학 제2법칙을 최초로 발표한 독일의 루돌프 클라우지스와 영국의 켈빈 경이 정리한 이론을 공부하고 당연시 받아들이게 되는데, 위 두사람은 열역학 제2법칙을 발표하면서,   "에너지 공급없이 영원히 움직이는 열기관(영구기관)은 있을 수 없는데, 엔진이 작동하는 것은 열역학적으로 균형이 깨진 상태에 있기 때문이다" 라고 이야기를 했습니다.   그리고 이말은 맞는 말이고 옳은 이야기입니다..   그런데, 좀 안다하는 과학자들이나 공학자들이 공기엔진을 오해하고 받아들이지 못하는 이유가, "영구기관"은 있을 수 없다라는 말을 살짝 오해해 버리기 때문입니다.   열역학 제 2법칙에서 영구기관이 있을 수 없다라고 말하는 것은, 그 전제조건이 "에너지 공급이 없는" 영구기관이 있을 수 없다는 것이지, 에너지 공급이 무한히 계속되는 경우에도 영구기관이 불가능하다고 말하지 않았습니다.   상식적으로 생각해도, 에너지 공급이 끊이지 않고 계속된다면, 엔진의 가동역시 끊임없이 지속될 수 있다는 것은 당연한 얘기 아닙니까...?   그런데, 저들은 안타깝게도 공기분자의 운동 에너지(열)을 간과하고 있기 때문에, 공기엔진이 불가능한  이야기요, 영구기관은 있을 수 없다고... 열역학 제2법칙에 분명히 나와 있는데, 무슨 말같지도 않은 헛소리를 하냐고 편견을 갖게 되는 것입니다.   공기엔진은 공기라는 에너지(공기분자의 운동에너지-열)를 끊임없이 공급해줍니다.. 그리고,  공기분자의 운동에너지(열)의 근원은 저 태양입니다. 그렇기 때문에 무한동력이 가능한 것이고, 공기엔진이 영구기관이 될 수 있는 것입니다.   적어도  태양이 존재하는 그날까지는, 공기엔진의 에너지원(태양열)은 계속 공급되는 것이고,   공기엔진 역시 가동되는 것입니다.   태양이 사라진 후에는 지구도 없어지고, 지구위에 살사람도 없을테니.. 그 이후까지 생각할 필요는 없겠지요 ?^^   더욱이 중요한 사실은, 공기엔진에서 에너지원으로 사용되는 공기는, 기존의 연료처럼 태워서 소모해 없어지는 개념이 아니라, 단지, 터빈을 돌린후 상태만 변해서(상변화-액화-혹은 냉각) 그대로 배출되었다가, 태양의 열 에너지를  흡수해서,다시 원래의 상온 상태의 공기로 돌아가는  리싸이클 과정이 존재한다라는 것입니다.   때문에, 공기엔진은 무한동력기관이요, 영구기관이 맞지만, 흔히들 과학자들이나 공학자들이 생각하고 부정하는, 열역학 제2법칙에서 말하는 "에너지 공급없이 영원히 움직이는" 그런 개념의 영구기관이 아니라는 것 입니다.   가장 적합하게 표현하자면, 공기엔진은, "에너지 공급이 무한히 계속되어", 영원히 움직이는 영구기관인 것입니다. 그리고,이 개념은 자연스럽고 과학적이며, 열역학 제2법칙과 상충되거나 반발하지 않습니다.   공기엔진이 열역학 제2법칙에 위배되는 것이 아니라, 공기엔진이 열역학 제2법칙에 위배된다고 생각하는 사람들이 열역학 제 2법칙을 아주 살짝 잘못 이해하고 있는 것입니다.   열역학 제2법칙에서 있을 수 없다고 말한 영구기관은, "에너지 공급이 없는" 열기관을 말한 것이었으니, 공기엔진은 거기에 해당되지 않는 것입니다..   그리고 또한 열역학 제2법칙의 창시자들은, "엔진이 작동하는 것은 열역학적 균형이 깨진 상태에 있기 때문이다"라고 말하였는데,   이말 또한 아주 당연한 얘기요, 옳은 얘기입니다.   기존의 엔진은, 엔진 내부가 고열-고압으로 외부 대기 상태보다 훨씬 높지만, 공기엔진은 그와는 반대로, 엔진 내부의 상태가, 저온-저압으로  외부 대기상태보다 훨씬낮습니다.     위에서 열역학 제2법칙의 창시자들이 말한 것처럼, 엔진이 작동하는 원리는 열역학적 균형상태가 깨진 상태이기 때문이고,   기존의 엔진도,그리고 공기엔진도 거기에 부합합니다.   공기엔진은, 엔진 내부 특정공간에 진공을 걸어, 외부 대기 상태보다 저온-저압-저열의 상태를 기계적 메카니즘으로 유도해냄으로써, 열역학적 균형을 깨버리고, 이것이 공기엔진을 작동하게 만드는 근본적 원리입니다..   그리고, 이 상태(열역학적 균형이 깨진상태-진공)가 자동적-영구적으로 스스로 유지될 수 있는 원리가 공기엔진의 기계적 메카니즘속에 존재합니다.   바로, 진공펌프와  터빈이 동일축으로 연결되어 있어, 동시적으로 함께 회전한다는 것이 그 하나요, 터빈을 돌린 후 기체가 상변화를 일으켜 에너지가 낮아진 상태로 냉각되거나 액화되어 배출되게 되는데, 이때 진공펌프의 부하가 줄어들어, 입력에 해당하는 에너지소비가 줄어든다는 것입니다...     공기엔진이 열역학 제2법칙에 위배된다고 아직도 생각하고 계신 분들이 있다면, 열역학 제2법칙을 다시 공부하시기 바랍니다..