영원히 움직이는 기계(영구 기관)는 왜 만들 수 없을까?
Why can't a perpetual motion machine work?
한 번 밀어 주면 영원히 움직이며 일까지 하는 기계는 왜 아무도 만들지 못했을까요?
무슨 일이 일어났나
에너지는 새로 생기지도 없어지지도 않으므로(EIA), 바깥에서 에너지를 받지 않고 일을 끝없이 내놓는 기계는 처음부터 성립하지 않습니다.
열을 받아 일을 하는 기관도 효율이 100 % 에 이를 수 없다는 것이 열역학에서 이끌어져 나왔고, 장치를 움직이는 에너지의 일부는 늘 흩어져 버립니다(Museo Galileo).
시뮬레이터의 카르노 기관은 3000 K · 300 K 에서 한 바퀴에 15.6 kJ 의 일을 하지만 1.73 kJ 을 차가운 쪽으로 버려 효율이 0.900 에 그칩니다.
미국 특허청은 보통 발명에는 작동 모형을 요구하지 않지만, 영구 기관 출원만은 예외로 둡니다(MPEP 608.03).
💡 생활 속 예시
- 그네를 한 번 밀어 놓으면 점점 낮게 흔들리다 멈춥니다 — 공기와 고리의 마찰이 에너지를 조금씩 흩어 버리기 때문입니다.
- 책상 위에서 돌린 팽이도 바닥과의 마찰로 조금씩 느려지다 결국 쓰러집니다.
- «자석으로 끝없이 도는 바퀴» 영상을 보면, 바퀴가 정말 일을 내놓으며 계속 돈다면 그 에너지가 어디서 오는지부터 따져 보아야 합니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 물리학 · 힘과 에너지 [12물리01-06]
- 한국 2022 · 역학과 에너지 · 열과 에너지
출처
이어서 보기
같은 단원 · 열역학 법칙
- 개념누르면 뜨거워지는 기체 (단열 과정)
- 개념볼츠만 엔트로피 (S = k ln W)
- 개념카르노 기관과 열효율
- 개념엔트로피 (열역학 제2 법칙)
- 개념열역학 제1 법칙 (줄의 실험)
- 개념열을 일로 바꾸는 기계 (열기관)
- 개념열을 거꾸로 옮기는 기계 (냉동기와 열펌프)
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