질의응답
제목 열역학 제2법칙의 허구성을 고발함
| 상태 | 대기 |
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| 작성자 | |
| 작성일 | 2009-10-30 |
| 조회 | 3045 |
| 내용 |
저는 고려대학교 물리학과를 졸업한 사람입니다. 그전부터 에너지와 환경 문제에 관심이 많았습니다. 지구상에 있는 물은 바다에서 증발하여 수증기가 되었다가 다시 비가 되어 땅에 내려서 강물이 되어 다시 바다로 갑니다. 물은 이처럼 재순환되고 사라지지 않으므로 무한이 사용이 가능합니다. 열역학 제1법칙은 에너지 보존법칙이므로 에너지도 물처럼 무한이 사용할 수 있을 것 같은데 열역학 제2법칙에서는 어떤 에너지가 열에너지가 되고 나면 다른(전기, 운동,화학 등) 에너지를 투입하지 않고 스스로 다른 형태의 에너지로 바뀌기가 불가능하다고 합니다. 즉 에너지는 물과는 달리 재순환이 불가능하다는 것입니다. 열역학 제2법칙에서 에너지 재순환을 막는 가장 큰 요인은 온도차에 의한 열이동 현상입니다. 뜨거운 물과 차가운 물을 섞게 되면 나중에 온도가 같아지게 되고, 한번 같아진 다음에는 외부에서 추가 에너지를 투입하지 않는 한 다시는 고온과 저온으로 갈라지지 않게 됩니다. 즉 열에너지에는 방향성이 있고 온도가 같아진 상태에서는 어떤 변화도 일어나지 않게 됩니다. 그리고 이것을 열기관에도 적용하여 고온의 열원과 저온의 열원 두가지 열원이 필수이고 일단 두 열원이 같은 온도가 되면 더 이상 엔진 작동이 불가능하다고 하는 것이 열역학 제2법칙의 주장입니다. 그런데 이것이 얼마나 엉터리 주장인지 제가 알아차리게 되었습니다. 엔진에서도 열흐름이 발생하려면 고온과 저온 두가지 열원이 필수라는 소리는 대충 들으면 맞는 소리 같기도 합니다. 그것은 우리가 매일 경험하는 것이기 때문입니다. 그런데 바로 여기에 큰 오류와 함정이 있습니다. 1) 뜨거운 물과 차가운 물을 섞게 되면 나중에 온도가 같아지게 되고, 한번 같아진 다음에는 변화가 없다. 2) 뜨거운 물이 식게 되면 차가운 물은 데워진다. 이 두가지 현상을 우리는 매일 경험합니다. 그리고 열역학 제2법칙은 1)의 현상을 설명합니다. 그런데 열역학 제2법칙은 2)의 현상을 무시합니다. 2)의 현상이 말하는 것은 온도차로 열에너지가 흐르게 되면 고온 물체가 잃는 열에너지가 저온 물체로 가기 때문에 열에너지가 보존된다는 것입니다. <<<여기에 정말 중요한 포인트가 있습니다>>> 온도차로 인한 열이동 현상에서는 결코 열에너지가 사라지지 않으며 이것을 다시 열기관에 적용하면 고온의 열원과 저온의 열원이 작용하는 상태에서는 열에너지가 보존된다는 것입니다. 열에너지가 사라지지 않고도 동력 즉 운동에너지가 발생한다면 열역학 제1법칙 에너지 보존법칙이 깨지는 것입니다. <<<즉 엔진에서 동력이 발생하려면 열원이 반드시 한개이어야 하고 이것이 스스로 식어야 합니다>>> 열원이 2개 즉 온도차가 있는 상태에서는 열에너지가 반드시 보존되므로 동력발생은 원천적으로 불가능하게 됩니다. 모든 열기관은 반드시 온도차가 없는 [단일열원]이 스스로 식으면서 이때 [사라진 열에너지가] 동력으로 바뀌어야 작동합니다. [온도차]가 생기는 순간 [열에너지]는 고온 물체에서 저온 물체로 [이동]하기 때문에 결코 [사라지지 않습니다]. 이 모든 것을 통해 알 수 있는 것은 열기관에서 동력이 발생하려면 [온도차]에 의한 [열손실]이 아닌 온도차가 없는 [단일열원] 상태에서 기체가 [스스로 식는] 방법 밖에는 없습니다. 즉 모든 열기관은 본질적으로 <<<단일열원열기관 = 제2종 영구기관>>> 입니다. 스스로 식는 이유는 다음과 같습니다. 날아오는 야구공을 큰 반발력 없이 쉽게 정지시키려면 손이 뒤로 빨리 후퇴해야 하는데, 이것은 엔진 내부에서 날아오는 기체분자가 뒤로 고속으로 후퇴하는 피스톤에 부딪히면서 냉각이 되는 것과 같습니다. 거꾸로 공을 멀리 던지려면 팔을 아주 빨리 휘둘러야 하고, 엔진에서는 피스톤이 기체를 향해 고속으로 전진 즉 압축하면 기체가 가열되게 됩니다. 엔진에서 기체를 냉각시키며 동력을 얻기 위해서는 저온열원이 필요한 것이 아니고 단지 팽창이라는 상대속도가 필요한 것입니다. 고온열원에서 저온열원으로 열이 이동시는 단지 이동일 뿐이고 다른 에너지로 변하는 것이 아닙니다. [저온열원]은 온도차에 의한 [열손실]만 일으키는 방해자이고 [아예 없는 것이] 오히려 엔진 작동에 도움이 됩니다. 그리고 온도차가 없는 단일열원에는 [상온 공기]도 해당되므로 대기가 가진 열에너지를 빼앗아 차가운 배기가스를 만들면서 작동하는 엔진이 얼마든지 가능합니다. 터빈을 만든 다음에 그것을 고속으로 회전시키면서 상온의 공기를 빨아들입니다. 터빈 내부는 진공이고 상온의 공기가 들어오는 입구에는 노즐이 설치되어서 공기의 열에너지가 운동에너지로 변환됩니다. 터빈에 충돌한 기체분자는 속력이 크게 줄어드는데 이것을 터빈축으로 모아서 부피를 크게 축소시킵니다. 부피가 축소된 기체는 압력이 증가합니다. 온도가 낮아지면 압력이 줄어들지만 부피가 축소되면 압력이 증가합니다. 온도가 떨어진 만큼 부피를 감소시켜서 원래의 대기압으로 만들어서 터빈 밖으로 내보냅니다. 들어올 때에 비해 나갈 때의 부피가 크게 감소하므로 터빈에 비해 진공 펌프의 소모 동력이 훨씬 작게 됩니다. 기체의 상태방정식 PV = nRT 에서 P(압력)의 단위는 힘/거리제곱 이고 V(부피)의 단위는 거리세제곱 입니다. 그러면 PV의 단위는 힘*거리 인데 인것은 에너지의 단위와 같습니다. 그리고 T(온도)가 줄어들고 P가 일정하면 V는 줄어듭니다. 즉 PV곱은 줄어듭니다. 그렇게 되면 결국 기체가 처음 터빈에 들어올 때의 PV에 비해 나갈때의 PV는 작으므로 (T가 줄어들기 때문) 터빈에 입력되는 에너지가 진공 펌프로 소비되는 에너지보다 무조건 큽니다. 그리고 팽창 도중 기체가 액화되면 압력이 엄청나게 줄어들므로 진공 펌프의 소모동력은 아주 작게 됩니다. 그렇게 되면 이 터빈은 연료 공급이 전혀 없이 상온의 대기만을 빨아들여서 굉장한 동력을 만들어 냅니다. 그리고 이 터빈은 우주 전체의 엔트로피를 무제한 감소시킬 수가 있습니다. <<<다시 한번 재강조>>> 제가 고온의 열원과 저온의 열원이 작용하는 상태에서는 열에너지가 보존된다는 것을 강조한 이유는 원천적으로 열기관에는 저온열원이 필요 없고 방해만 되기 때문입니다. 저온열원이 사라지면 어차피 상온의 공기나 바닷물도 엔진을 작동시키는 열원으로 쓰기에 전혀 문제가 없습니다. 그런데 열역학 제2법칙에서는 열손실만 (열기관에서 일부 열에너지가 일에너지로 바뀌고 나머지 바뀌지 않은 열에너지는 저온열원에 흡수됨) 일으키는 저온열원이 거꾸로 필수라는 헛소리를 하므로 지적한 것입니다. http://home.freechal.com/airengine/ 여기를 방문하시면 더욱 자세한 정보가 있습니다. |
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