열역학 법칙에 위배되는 영구기관들

소개

열역학 1,2,3법칙에 위배되는 영구기관의 종류와 만드는 방법 및 사례를 통해 열역학 법칙에 위배될 수 없다는 것을 설명한 레포트 입니다.

목차

1] 제1종 영구기관
1.1) 경사가 다른 삼각형에 걸린 구슬
1.2) 윌킨스의 자석을 이용한 영구기관
1.3) 전기장치로 된 영구기관
1.4) 모세관현상을 이용한 영구기관
1.5) 좌우 힘의 불균형을 이용하여 돌리는 바퀴
2] 제2종 영구기관
2.1)물먹는 새의 원리
3] 제3종 영구기관
참고) 에너지의 종류

본문내용

및 제 3종 영구기관이 가능한가?
1] 제1종 영구기관
산업혁명 이후에 석탄을 태워 발생한 열로 물을 수증기로 변환시켜 생기는 에너지를 이용하는 열기관이 많이 사용되면서 열과 일의 관계에 대한 이론이 필요하게 되어 확립된 이론이 열역학 제1법칙과 제2법칙들이다. 열역학 제1법칙은 1840년 영국의 물리학자 J. P. 줄 영국의 물리학자이며 전류와 열의 관계를 규명한 줄의 법칙과 W. 톰슨 (W. 켈빈 경)과 같이 연구하여 발표한 줄-톰슨 효과 등의 업적을 남겼다.
(1818~1889)에 의하여 체계화되었으며 한 형태의 에너지가 다른 형태로 변환될 때 없어진 에너지양과 만들어진 에너지양은 동일하다는 법칙이다. 이 법칙은 에너지보존의 법칙이라고도 불리기도 하며 에너지는 다른 에너지로 바뀌며 무에서 새로 만들어지거나 소멸되지 않는 다고 정의된다. 예를 들면 날아가는 테니스공이 담에 부딪히면 공이 가지고 있던 운동에너지가 소리에너지, 열에너지, 감소된 운동에너지 등으로 변환된다. 아인슈타인의 상대성 원리에 의하면 에너지는 질량으로 변환될 수 있으므로 열역학 제1법칙을 에너지-질량 보존법칙이라고 부르기도 한다.
제1법칙에 위배되는 기관이 제 1종 영구기관이다. 즉, 무에서 에너지를 만들 수 있는 기관이 제1종 영구기관이다. 상당히 많은 사람들이 만들었다고 주장했지만 실제로는 존재할 수 없는 기관이다. 18세기 초에 독일의 오르피레우스가 만든 자동바퀴가 유명한 제 1종 영구기관을 이용한 사기사건이다.
오르피레우스의 자동바퀴
조금 경사지게 설계된 큰 톱니바퀴에 4개의 추가 달려있고 추이 낙하하는 힘으로 옆에 있는 작은 톱니바퀴가 계속 돌아간다는 것인데 마찰과 공기 저항 등으로 불가능이다. 사실 마루 밑에 사람이 숨어 움직이게 한 것이었다


2.1)물먹는 새의 원리
물먹는 새는 유리로 만들며 안의 공기를 제거하고 끓는점이 낮아 휘발성이 강한 에테르를 넣고 밀봉한다. 머리는 펠트라는 물을 잘 흡수하는 헝겊으로 싸고 눈과 부리를 그린다. 처음에 부리를 수그리게 하여 컵 물에 넣어 적시면 머리에 있던 에테르가 몸통으로 흘러 나가므로 머리가 가벼워져 일어선다. 일어선 새의 머리의 펠트에 있던 물이 증발되어 에테르에서 증발열을 뺏는다. 머리에 있는 에테르 증기는 냉각되어 액화되므로 증기압이 감소하여 몸통의 증기압보다 작아진다. 따라서 몸통의 에테르가 머리로 그리고 부리로 들어가 무거워지니 다시 수그러지고 물을 마신다. 태양에너지에 의하여 물이 증발하므로 물먹는 새의 운동은 계속된다.
3] 제3종 영구기관
열 역학 제 3법칙에 의하면 완전고체의 엔트로피는 절대영도에서 영이다. 이 법칙에 따르면 절대영도에 도달할 수 없다. 이 법칙에 위배되는 기관이 제 3종 영구기관이다. 저온을 만드는 방법에는 여러 가지가 있다. 소금과 얼음을 혼합하면 마이너스 21℃까지 내릴 수 있고 드라이아이스유기용매 슬러리를 사용하면 마이너스 110℃까지 내릴 수 있다. 절대1도 (1K)까지는 줄톰슨 효과를 이용하여 온도를 내릴 수 있다. 줄-톰슨효과 (Joule-Thomson effect)는 J. P. 줄과 W. 톰슨 (W. 캘빈 경)이 1854년 실험을

참고자료

· 없음