[공학]엔트로피

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엔트로피 법칙은 물질과 에너지는 한 방향으로만 바뀔 수 있음을 천명한다. 즉 사용할 수 있는 형태로부터 사용할 수 없는 형태로, 얻을 수 있는 형태로부터 얻을 수 없는 형태로, 질서가 있는 상태로부터 질서가 없는 상태로만 변할 수 있음을 말한다. 본질적으로 열역학 제2법칙은 우주의 삼라만상은 질서가 있고 가치가 있는 상태로부터 무질서하고 가치가 없는 혼돈 상태의 한 방향만 변할 수 있음을 뜻한다.
중요한 점은 우리는 어떤 경우에도 절대로 에너지를 만들어 낼 수는 없다는 사실이다. 우리가 할 수 있는 유일한 가능성은 에너지를 한 형태로부터 다른 형태로 변환시키는 일이다.
에너지가 어느 한 상태로부터 다른 상태로 변환될 때에는 반드시 모종의 불리한 상황이 부과된다. 그 벌이란 미래에 어떤 일을 하는 데 사용 가능한 에너지의 양이 손실됨을 뜻한다. 이것이 엔트로피이다.
‘사용 가능한 에너지’ 그리고 ‘사용 불가능한 에너지’ 의 상태 두 상태가 있다. 그러므로 엔트로피 증가는 이러한 사용 가능한 에너지의 감소를 뜻한다.
실제로 환경오염이라는 것은 사용 불가능한 에너지 형태로 변환된 사용 가능한 에너지의 총량이다. 환경 오염은 엔트로피에 대한 또 다른 이름이며 현재의 사용 불가능한 에너지에 대한 척도이다.
엔트로피는 시간의 방향에 관해 말해주지만 속도에 대해서는 말해주지 않는다. 중요한 사실은 엔트로피 과정은 계속 속도가 변화하고 있다.
유기체가 먹고사는 것은 바로 음의 엔트로피이다. 생물은 주위로부터 지속적으로 질서를 흡수한다. 엔트로피 법칙에 의하면 진화는 생물에 필요한 지구상의 사용 가능한 전체 에너지를 분산시키고 있다.
역사의 전환에도 제2법칙이 적용된다. 총체적 엔트로피 과정은 항상 최대값을 향하여 변환한다. 역사를 통틀어 축적된 엔트로피의 총 증가가 주위 환경의 에너지원에 변화를 초래하게 될 때, 역사는 중대한 분수령에 이르게 된다. 주위 환경의 엔트로피가 대단히 높아지기 때문에 새로운 종류의 에너지로의 전환이 발생하고 그와 더불어 새로운 양식의 기술, 새로운 유형의 사회적, 경제적, 정치적 제도가 창출되게 된다.
그러나 기술은 결코 에너지를 창조할 수는 없다. 기술은 오직 현존하는 사용 가능한 에너지를 사용해 버릴 따름이다.
사실상 모든 기술은 주위에 더 큰 무질서를 야기 시키는 대가를 치르면서 일시적인 질서를 창조할 뿐이고 에너지의 변환기일뿐이다.
기계 장치와 마찬가지로 경제 제도와 정치 제도는 에너지의 변환이며 이들의 역할은 문명을 통해 에너지의 흐름을 촉진시키는 것이다.

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