에너지는 보존된다는데 왜 아껴 써야 할까?
If energy is conserved, why do we need to save it?
에너지는 없어지지 않는다고 배우는데, 왜 전기를 아껴 쓰라고 할까요?
무슨 일이 일어났나
EIA 는 과학자에게 «에너지 보존» 이 에너지를 아낀다는 뜻이 아니라고 짚습니다 — 에너지는 꼴이 바뀌어도 우주 전체의 양이 그대로라는 뜻입니다.
많은 에너지 변환은 효율이 꽤 낮고 쓸모 있게 바뀌지 못한 나머지는 열이 되는데(EIA), 시뮬레이터에서 25 % 기계에 1 kWh 를 넣으면 900 kJ 만 쓸모 있게 쓰이고 2.70 MJ 은 열로 흩어집니다.
NASA 는 되돌릴 수 없는 과정에서 엔트로피가 는다고 설명하는데, 둘레로 고르게 퍼진 열이 바로 그런 상태라 다시 모아 일을 시키기 어렵습니다. 그래서 아껴야 하는 것은 «에너지의 양» 이 아니라 전기 · 연료처럼 «쓸 수 있는 꼴의 에너지» 입니다.
💡 생활 속 예시
- 휴대폰으로 게임을 오래 하면 뒷면이 따뜻해지는 것은, 배터리의 전기 에너지 일부가 쓸모 있는 일 대신 열로 흩어지기 때문입니다.
- 빈 방의 전등과 텔레비전을 끄면, 그 전기를 만들려고 발전소에서 연료를 쓰고 열을 버리는 일도 함께 줄어듭니다.
확인된 값
- 과학자에게 «에너지 보존» 은 에너지를 아낀다는 뜻이 아니다 (EIA)
- conservation ≠ saving 출처
- 많은 에너지 변환은 효율이 꽤 낮다
- relatively inefficient 출처
- 쓸모 있게 바뀌지 못한 나머지 에너지는 열이 된다
- rest becomes heat 출처
- 에너지 효율 = 계에서 얻는 쓸모 있는 에너지의 양
- useful energy obtained 출처
- 되돌릴 수 없는 과정에서는 엔트로피가 는다 — 퍼진 열은 다시 모아 쓰기 어렵다 (NASA 제2 법칙)
- entropy increases 출처
- 에너지 보존 — 꼴이 바뀌어도 우주 전체 에너지의 양은 그대로다 (EIA)
- total stays the same 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 통합과학2 · 환경과 에너지 [10통과2-02-06]
- 한국 2022 · 물리학 · 힘과 에너지