ZoDiac_MiSt님... 제2종영구기관의 예를 보시기 바랍니다.

[주남식]

하이탑물리II 1권 313쪽의 그림3.3.35를 비롯하여 많은 교과서에서 제2종영구기관의 예를 그림으로까지 들고 있습니다.

두산동아에서 출판한

고등학교 하이탑물리II 1권(운동과 에너지) 313쪽의 표현

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제2종영구기관

일정한 온도를 가진 열원에서 열을 얻어 이것을 모두 일로 바꾸는 기관을 제2종영구기관이라 하며, 이는 열역학제2법칙에 위배되는 가상적인 기관이다. 즉, 이러한 영구기관은 만들 수 없다.

만약 이러한 장치가 만들어졌다면 바다나 대기가 갖고 있는 무한한 열(내부에너지)을 공장이나 발전소의 동력원으로 사용할 수 있다. 그림3.3.35와 같이 뱃머리에서 따뜻한 해수를 끌어들여 그 열을 취하여 스크류를 돌리고 뒤에서 얼음덩어리를 방출하면서 항해하는 배, 또는 따뜻한 공기를 받아들여 그 열을 취하여 운항하는 비행기 등이 제2종 영구기관을 사용한 예로 이러한 장치는 열역학제2법칙에 위배되므로 제작이 불가능하다.

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http://100.empas.com/dicsearch/pentry.html/?i=1624510

열역학제 2 법칙
역학에서 취급하는 운동은 모두 가역인데, 가역이란 어떤 운동이 가능하면 그것을 반대방향으로 진행시키는 운동도 가능한 것을 뜻한다. 그러나 아주 많은 입자로 구성된 거시적 물체에서는 변화가 일정한 방향으로만 진행되고 그 역변화는 생기지 않는 경우가 많다. 운동은 마찰에 의해 감쇠되어 열이 발생하지만 그 역변화는 일어나지 않는다. 또한 잉크를 물 속에 떨어뜨리면 확산되지만 자연히 모이는 일은 없다. 이같은 변화를 비가역변화라고 한다. 열역학제 2 법칙은 자연계에 생기는 열현상이 어떤 방향으로 진행하는가를 서술한 것이다. 서로 동등한 열역학제 2 법칙에 대한 표현방법이 몇 가지 있는데, 그 중 대표적인 2가지는 다음과 같다. 하나는 ＜열은 고온에서 저온으로 이동한다＞라는 표현이다. 즉 열의 이동은 비가역적이므로, 저온에서 고온의 물체로 열을 운반하면서 그 이외에는 어떤 변화도 남기지 않는 역과정은 불가능하다. 이것은 R.J.E. 클라우지우스의 표현이다. 또 하나는 켈빈(본명 W. 톰슨)의 표현으로, ＜일이 열이 되는 과정은 비가역적이다＞라는 것이다. 따라서 그 역과정을 행하는 장치, 즉 열원에서 열을 받아 그것을 모두 일로 바꾸면서 그 이외에는 어떤 변화도 남기지 않고 원래상태로 되돌아가는 장치인 제 2 종영구기관은 불가능하다. 제 2 종영구기관이 열역학제 1 법칙에 어긋나지 않는 점에 주의해야 한다. 만약 제 2 종영구기관이 가능하다면 대기나 바닷물에서 열을 취해서 전력으로 바꿀 수 있으므로, 특별히 석유를 연소시키거나 핵반응을 일으켜 높은 온도를 만들지 않아도 발전할 수 있게 된다. 그러나 우리 경험에 의하면 현실적으로 이런 일은 있을 수 없으므로 열역학제 2 법칙이 보편적으로 성립한다고 할 수 있다. 열을 일로 바꾸기 위해서는 반드시 고온의 열원과 저온의 열원이 필요하며, 열의 일부를 저온열원에 버려야 한다. 열역학제 2 법칙은 당연한 것을 설명하는 것처럼 생각되지만, 열역학제 1 법칙과 짜맞추면 열역학체계가 그 위에 전개된다. 그 첫단계가 절대온도 및 엔트로피의 도입이다. 엔트로피는 내부에너지와 마찬가지로 상태량, 즉 물체의 정해진 열평형상태에서 정해진 값을 취하는 양이다. 이 엔트로피라는 양을 사용하면 열역학제 2 법칙은, 외계로부터 고립된 물체의 계(系)에서 생기는 변화에서는 계 전체의 엔트로피는 반드시 증가한다는 엔트로피증가의 원리로 나타내진다. 열평형상태에 있는 물체에 외부의 열원에서 미소한 열량 를 주었을 때, 그 물체의 엔트로피 는 만큼 변화한다. 여기서 는 문제가 되는 상태의 절대온도이다. 온도 의 두 물체 1, 2를 접촉시켜 의 열을 1에서 2로 이동시키면 두 물체의 엔트로피 변화의 합은

1 1

과 같다. 이므로 이 값은 반드시 양(陽)이다. 즉, 열이 고온에서 저온으로 이동할 때 엔트로피는 반드시 증가한다. 열역학제 2 법칙은 1820년 무렵의 N.L.S. 카르노의 열기관에 관한 선구적 연구를 기초로 클라우지우스·켈빈에 의해 기본법칙으로 인식되었다.

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우주 전체를 하나의 계로 보는 경우는 열역학제2법칙을 설명하는 여러 경우들 중 '결과를 확인할 수 없는 하나일 경우'뿐입니다.

	UrCoffee	-_-;; 불가능 아닌가요;	[2005/01/12]
	UrCoffee	단열팽창하고 등온 팽창은 누가 시키죠;;	[2005/01/12]
	ZoDiac_MiSt	단열팽창과 단열압축과정에서 동작유체의 온도가 낮아졌기 때문에 열원의 열에너지가 동작유체로 이동하는데, 열평형을 이루는 양 이상(그러니까 기관이 가지고 있던 처음의 양과 완전히 동일한 양이 되게)으로 돌아올 수 있나요?? 뉴스에서 스크렘제트 엔진쓰는 마하 7짜리 비행기 만든거는 봤는데.	[2005/01/13]
	ZoDiac_MiSt	영구기관이라기 보다는 새로운 에너지원을 만들어낸 것이 될 것 같은데...	[2005/01/13]
	주남식	공기엔진은 대기중의 공기를 에너지원으로 사용할 수 있는 기술입니다. 대기중의 공기라는 하나의 열원으로부터 일을 얻어내기 때문에 이를 열역학교과서에서는 제2종영구기관이라고 기술하고 있다는 것입니다.	[2005/01/14]
	주남식	공기엔진을 항공기에 적용할 경우 진행방향의 앞쪽에 있는 공기를 모두 흡입하여 에너지원으로 삼기 때문에 공기가 저항요소가 되지 않습니다. 따라서 대기중에서도 진공에서의 속력에 가까운 속력을 낼 수 있습니다.	[2005/01/14]
	ZoDiac_MiSt	열역학교과서에서 그리 쓴것은 우주 전체를 하나의 계로 보고 쓴 것일텐데;;	[2005/01/15