영구기관에 대하여

어린시절 영구기관에 대하여 아주 오랫동안 고민했던적이 있었다.
재미있는 과학이야기(가물가물?)라는 책에서 영구기관이 불가능한 이유를
읽고서야 이해하고 다시 고민하지 않게 되었었다.

영구기관이란 ?  외부로부터의 에너지 공급 없이 계속해서 운동을 할 수 있는 장치로
"열역학 제1법칙" 즉, 에너지보존의 원리에 위배되기 때문에 실현 불가능하다.

하지만 고대로부터 이러한 "영구기관"에 대한 집요한 연구는 자력을 이용한 것,
낙하의 힘을 이용한 것, 부력, 수력, 전기, 열, 빛, 화학반응을 이용한 것 등등
모양과 종류도 다양한게 계속되어 왔지만 제대로 작동된 것은 하나도 없었다.

【 예 : 중력을 이용한 영구기관 】

이 바퀴는 중력에 의하여 추가 아래로 내려가게 되고
이 추의 움직임으로 계속해서 회전하게 되는 바퀴이다.

그러나 외부에서 일을 해주지 않으면 축의 마찰이나
공기의 저항 때문에 차차 회전이 느려져 끝내는 멈추고 만다.

유사하게 속이 빈 바퀴축의 반을 수은으로 채워 중력의 작용으로
바퀴의 회전운동이 계속되도록 고안한 것이 있었다.

【 예 : 부력을 이용한 영구기관 】

그림은 물의 부력을 이용한 가상적인 영구 기관이다.
속이 빈 둥근 통 여러 개가 하나의 줄에 매달려 있다.
오른쪽 통은 물 속에 잠겨 있어서 부력을 받는 반면
왼쪽 통은 물밖에 있기 때문에 부력을 받지 않는다.
따라서 이 통들은 반시계 방향으로 회전을 하게 될 것이다.
그러나 이 장치는 실제로는 작동이 되지 않는다.
만약 위의 설명대로 작동이 된다면 에너지의 공급 없이도
일을 하게 되므로 에너지 보존 법칙에 어긋나게 된다.


※ 다시는 이런 고민으로 밤새우는 일이 없기를 바란다.