역학, 설계 그리고 기구 엔지니어

열역학은 어떻게 학습하는가? 열역학이라고 하면 일반인들은 생소할 것이라 생각합니다. 일상생활에서 흔히 쓰지 않는 단어이죠. 하지만 교과과정 중에서 접했던 내용들이 열역학 학습의 기본이라고 볼 수 있습니다. 이전에 제가 학습하던 시기와는 교과과정이 달라졌을 겁니다. 그래서 현재 고등학교 물리1 목차를 찾아보았습니다. 1단원 역학과 에너지가 있습니다. 이 단원에서는 가속도, 뉴턴 법칙, 운동량 보존, 에너지 보존, 열효율에 대해서 배우는 것 같습니다. 열기관이 외부와 열과 일을 주고받아 에너지가 변화되는 과정. 열이 모두 일로 변환되지 않는다는 것. 이런 내용들을 배웁니다. 바로 열역학이죠. 고등학교 물리에서는 열역학에 대한 기본적인 개념을 잡아줍니다. 이 이후에 대학에서 관련 전공을 선택하면 심도 있게 배..

열역학 제1법칙이란 무엇인가? 열역학 제1법칙을 들어본 적이 있나요? 아마도 관련 전공자 아니면 들어본 적이 없을 겁니다. 하지만 에너지 보존 법칙은 들어 보신 적 있을 겁니다. 어떤 의미인가요? 말 그대로 에너지의 총합은 동일하다는 겁니다. 에너지는 일상 생활에서 다양한 언어들로 사용됩니다. 에너지란 말이 그렇게 어렵지 않으니 계속해서 에너지라고 쓰도록 하겠습니다. 예를 들어 내가 낮은 위치에 있던 물건을 높은 위치로 옮겼다고 가정해봅시다. 그러면 어떤 에너지가 어떻게 바뀐 걸까요? 바로 내가 힘을 써서 물건의 높은 곳으로 옮긴 것입니다. 내가 쓴 에너지는 물건에게 위치 에너지를 바뀌었습니다. 위치 에너지란 것은 물건이 높이 있고 그 물건이 떨어진다면 무엇인가 부서질 수 있겠죠. 낮은 곳에 있었을 때는..

열역학 제2법칙이 일상생활에 어떻게 적용될 수 있을까? 열역학 제2법칙은 엔트로피의 법칙입니다. 엔트로피의 법칙이든 열역학 제2법칙이든 뭐라고 부르든 상관없습니다. 중요한 것은 그것이 어떤 의미인지가 중요할 뿐이죠. 열역학 제2법칙은 무질서도가 증가한다는 것을 말합니다. 다른 말로는 엔트로피가 증가하는 방향으로 변한다고 보시면 됩니다. 무질서도가 증가 혹은 엔트로피가 증가한다는 것은 간단한 겁니다. 예를 들면 우리가 일주일에 한번 화장실 청소를 한다고 생각해봅시다. 일요일에 청소를 했습니다. 그 다음주 토요일이 되면 화장실은 어떻게 되어 있죠? 청소를 한 일요일보다 지저분하게 되어 있습니다. 일부러 화장실을 지저분하게 만든 것은 아닙니다. 다만 화장실을 이용할 때 자연스럽게 서서히 지저분해지는 것이죠. ..