열역학 제 2법칙과 그 절대성에 대한 의문

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열역학 제 2법칙에 대한 전반적인 내용과, 오래전부터 그 절대성에 도전해 왔던 내용.

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우리가 배우는 물리 화학이라는 학문에서 열역학이 차지하는 비중은 매우 크다. 그중에서도 엔탈피에 관해서 논하는 열역학 제 1법칙(에너지 보존의 법칙)과 반응의 방향등을 결정하며 엔트로피에 관해서 논하는 열역학 제 2법칙은 현재 우리에게 있어서도 매우 중요하게 논해지고 있다.
우리의 세계는 급속도로 오염되고 무질서하고 복잡해지고 있다. 경제는 엉망이 되어가고, 범죄와 분쟁이 잦아지고, 무기는 증가하고 확산되고 있으며 우리의 삶은 점점 더 혼란스럽고 어수선해진다. 오염을 조절하기 위한 지속적 노력에도 불구하고 공기 속으로는 여전히 유독가스들이 유입되고, 독성화학물질과 핵폐기물이 쌓여가고, 비료와 살충제가 우리의 물과 음식을 오염시키고 있다. 우리는 또한 해로운 바이러스와 세균과 곤충을 근절하려고 오랫동안 노력해 왔다. 그러나 이들은 거침없이 더 크게 번성하고 있다.
이러한 현실을 설명할 방법을 우리는 열역학에서 찾을 수 있는 것이다. 열역학 제 1법칙과 제 2법칙은 모든 활동과 과정을 지배한다. 그 두 법칙은 열과 열기관을 연구하는 과정에서 발견되었다는 역사적인 이유 때문에 열역학법칙이라는 이름으로 불리고 있지만, 사실상 가장 보편적인 자연법칙들이며, 인류에게 절대적으로 중요하다. 이러한 열역학 법칙들은 위에 기술한 오늘날의 많은 문제들, 특히 우리 자신이 양산한 문제들을 이해하고 해결하는데 도움을 줄 수 있다. 뿐만 아니라 열역학 분야는 자연적 과정의 비가역성을 비롯한 많은 중요한 일반 개념들을 포함하고 있다. 우리가 세계를 제어할 수 있는 가역적인 계로 보는가, 아니면 열역학법칙들의 지배를 받는 비가역적인 계로 보는가에 따라 우리의 세계관은 크게 달라진다.
열역학법칙들에 익숙해지면, 과거에는 설명할 수 없었던 많은 현상들과 역설들을 명확하게 파악할 수 있다. 우리는 시간이 왜 한 방향으로만 흐르는지, 우리가 왜 되돌릴 수 없이 늙어 가는지, 우리의 삶이 왜 점점 복잡해지고 불확실해지는지 알 수 있다. 그래서 나는 이 레포트를 통해 열역학법칙들 중 엔트로피와 관련있는 열역학 2법칙에 관해 전반적으로 혹은 부분적으로는 깊이 있게 말해 보고자 한다.

참고 자료

○쓰즈키 다쿠지, 맥스웰의 도깨비
○Hokikian, Jack, 무질서의 과학 -기술문명에 던지는 엔트로피의 경고-
○G. Tyler Miller, Jr., Energetics, Kinetics, and Life: An Ecological Approach
○Joseph Kestin, The Second law of thermodynamics
○D. ter Haar, Elements of Statistical Mechanics
○M. Scott Peck, 아직도 가야하는 길
○Ilya Prigogine, 혼돈으로부터의 질서