목 차1. 사건의 개요 및 전반적 배경2. 사건의 원인(1) 안전관리 소홀(2) 다국적 기업들의 공해시설수출3. 공학적, 경영적, 윤리적 실패(1) 공학적 실패(2) 경영 문제(3) 윤리적 실패4. 예방윤리로서 공학윤리로 대책(1) 원인분석(2) 사고 후 나타난 영향과 대책5. 작성 후 느낀 점1. 사건의 개요 및 전반적 배경1984년 12월 3일 새벽 0시 반, 인도 보팔시에 소재한 미국의 다국적기업 유니언 카바이드사의 비료공장에서 농약제조 원료인 유독가스 메틸이소시안(무색?무취의 독성물질 - 호흡기 장애, 중추신경 장애, 면역체계 이상, 실명 등의 치명적인 피해를 일으키는 화학물질)이 누출되기 시작, 불과 2시간 만에 36톤이나 되는 엄청난 양의 메틸이소시안산염과 수소 시안화물, 그리고 다른 유독가스가 보팔시 전체로 퍼져 나갔으며 이로 인해 많은 인명피해가 발생하였다.사고의 발생 시간이 새벽이었기 때문에 가만히 잠을 자다가 변을 당한 사람이 하루 저녁에 2천800여명에 이르렀고, 시간이 흘러 숨진 사람까지 포함하면 사망자가 무려 7천명∼1만 명에 달했다. 사망자 외에도 60만 정도의 부상자가 발생했고 그 가운데 약 5만 명은 치유 불가능한 인구 75만 명의 보팔시 시민 대부분이 이 유독물질로 인한 피해를 입었다.민간 기업의 안전 불감증과 경보체계 미 확립으로 인해 조기 경보도 이루어 지지 않았다.2. 사건의 원인(1) 안전관리 소홀보팔 가스 누출의 원인은 저장탱크에 가해진 과도한 압력이다. 압력이 높아지면서 저장탱크의 밸브가 파열되어 탱크 속에 있던 메틸이소시안이 누출되었다. 이 탱크는 항상 높은 압력과 저온 상태가 유지되어야 하는 시설이다. 그렇기 때문에 탱크는 이 압력을 유지할 수 있는 적정온도가 지켜지는 것이 중요했다. 온도가 올라갈 경우 내부 압력이 증가해 폭발할 위험이 있기 때문이다. 그렇기 때문에 안전수칙에 따른 철저한 감독을 해야 하는 시설인데도, 유니언 카바이드사의 공장은 인구 밀집지역에 설립되어 있었음에도 불구하고 유해시설에 해당하는 공장에 안전시설을 제대로 구비되어 있지 않았다. 최대한 설계비용을 줄이기 위해 검증되지 않은 설계방식을 도입하여 탱크자체가 위험에 노출되어 있는 상황이었다. 화씨 37도 미만으로 유지되어야 하는 냉각장치는 하루에 40달러의 경비를 아끼기 위해 늘 꺼져 있었다. 또한 이전에 미비한 가스누출사고가 빈번히 있었음에도 안전장치와 경보장치도 꺼져있었던 것으로 밝혀졌다. 또한 시설물관리 직원의 숫자를 줄이고 안전교육 시간을 줄이는 등 안전관리에 소홀하였다. 사건 발생당시에도 가장 기본적인 조기 경보체계도 작동되지 않았다.또한 잘못된 설계시스템도 사건 발생에 한 몫을 하였다. MIC탱크 압력 지시계(PI), 온도 조절 기능 등이 제대로 설치되어 있지 않았고 Scrubber 시스템 오류로 가성 소다 용액 펌프 미작동이 일어났다. 게다가 Flare Stack 설계 또한 잘못되어있었다. 점검 보수 상에도 문제점이 발견되었다. 누출 시 보수 설치 자재가 확보되어있지 않았고 보수할 인력 또한 턱없이 부족하여 안전관리가 소홀했음을 여실히 드러내었다. 이전 1981년 포스겐 가스 누출로 위험성이 보고되었음에도 불구하고 이에 대한 시정조치가 전혀 이루어지지 않았었던 것이다.(2) 다국적 기업들의 공해시설수출이 참사는 그 시대의 경제적 흐름과도 어느 정도 연관이 있다.다국적 기업의 공해수출에서 비롯되었다. 미국, 유럽, 일본 등의 선진국들은 1970년대 이후 환경적으로 유해한 위험산업에 대한 법적 규제를 강화함으로써 유해산업에 대해 엄격한 안전관리시설과 공해방지시설을 요구하게 되었다. 다국적 기업들은 이러한 규제망을 피해 비교적 규제가 약한 아시아, 아프리카 등지로 진출하게 되었다. 이러한 배경으로 인도 보팔시에 미국계 다국적 기업의 비료공장이 들어서게 되어 누출참사의 원인을 제공한 것이다.3. 공학적, 경영적, 윤리적 실패(1) 공학적 실패화학공장에는 여러 가지의 유독물질이 항상 존재하고 있고, 혹시 모를 사고에 대비하여 인구 밀집 지역에 설립되지 말아야 한다. 보팔기의 경우 같이 인구가 밀집된 지역에 설립되는 경우에는 사고 발생에 노출될 상황이 고려되어야 한다. 어떤 경보 및 보안 시스템이 있어야 공공의 안전을 보장될 수 있는지 감안했어야 하지만 보팔시의 경우 가장 기본적인 조기 경보체계도 작동되지 않았다.잘못된 설계시스템도 사건 발생에 큰 영향을 주었다. MIC탱크 압력지시계(PI), 온도 조절 기능 등이 제대로 설치되어 있지 않았고 Scrubber 시스템 오류로 가성 소다 용액 펌프 미작동이 일어났다. 게다가 Flare Stack 설계 또한 잘못되어있었다. 점검?보수 상에도 문제점이 발견되었지만 수리 및 보안을 하지 않았다. 누출 시 보수 설치 자재가 확보되어있지 않았고 보수할 인력 또한 부족하여 안전관리가 소홀했음을 여실히 드러내었다.이것이 공학적 실패의 주요 요인이 된다.(2) 경영 문제- 제대로 설계되지 않은 형태의 공학설계를 용인.- 조기 경보 체계, MIC탱크 압력 지시계, 온도 조절 기능 미비- 안전을 위해 유지되어야 할 시설물을 관리비 때문에 작동시키지 않음- 가스누출사고가 빈번히 있었음에도 안전장치와 경보장치도 꺼져있었음- 인건비를 줄이기 위해 작업관리자의 수를 축소시킴(3) 윤리적 실패- 한 기업의 이익창출을 위해 설치되어진 공장- 유독가스에 노출되었던 50만 명 중에서, 인근 주민이었던 2,800명이 죽고 5만 명이 영구 장애자가 되었으며, 20만 명이 부상당하고 카바이드사가 남기고 간 옛 공장 부지의 독성 폐기물에서는 아직 도 독성 물질이 흘러나와, 60여만 명의 주민들에게 피해를 끼치고 있음? 피해에 대한 적절한 보상은 되었는가?1989년 인도정부가 유니언카바이드사와 4억7천만 달러에 합의 한 것이 전부다. 이 금액은 피해사망 자 일인당 1,300달러, 부상자 일인당 550달러에 불과한 액수고 그나마 못 받은 사람도 많고 수령을 거부하는 피해자도 많다.- 한 기업의 이익 창출을 위해 설치되어진 공장이 한 도시를 파멸시켰고, 이에 따른 적절한 보상이이루어 지지 않았다. 피해가 지속되고 있음에도 불구하고 기업은 수수방관의 자세로 일관하고 있다. 이는 윤리적으로 자신의 이익만 챙기면 된다는 이기적인 행동으로 반드시 합리적인 해결방안을 제시 하여야 할 것이다.4. 원인 분석 및 사고 후 대책 또는 나타난 현상(1) 원인분석- 화씨 37도 미만으로 유지되어야 하는 냉각장치는 하루에 40달러의 경비를 아끼기 위해 늘 꺼져 있었다.- 사고 발생 이전에 신경가스누출사고가 빈번히 있었음에도 안전장치와 경보장치도 꺼져있었다.- 시설물 관리 직원의 숫자와 안전교육시간을 줄이는 등 안전관리에 소홀하였다.- 사건 발생당시 경보가 울리지 않았다- 가장 기본적인 조기 경보체계도 작동되지 않았다.(2) 사고 후 나타난 영향과 대책유독가스에 노출되었던 50만 명 중에서, 인근 주민이었던 2,800명이 죽고 5만 명이 영구장애자가 되었으며, 20만 명이 부상당했다. 그리고 카바이드사가 남기고 간 옛 공장 부지의 독성 폐기물에서는 아직도 독성 물질이 흘러나와, 60여만 명의 주민들에게 피해를 끼치고 있다. 20년이 지난 사고현장은 아무런 안전 조치와 환경정화가 이루어지지 않은 채 사고 직후 상태 그대로 방치되어 있었다. 처음 오염된 물을 마신 주민들은 여러 가지 건강피해증상을 호소하고 있다. 사고 이후 25년이 넘는 동안 인도 시민사회와 피해주민의 책임규명요구가 지속되었지만 당사자인 미국의 유니언카바이드 농약회사(1999년에 다우 케미컬로 합병)와 인도정부는 이를 철저히 외면해 왔다. 1989년 인도정부가 유니언카바이드사와 4억7천만 달러에 합의 한 것이 전부다. 이 금액은 피해사망자 일인당 1,300달러, 부상자 일인당 550달러에 불과한 액수고 그나마 못 받은 사람도 많고 수령을 거부하는 피해자도 많다. 보팔시 피해주민들은 지난 26년간 치열한 책임규명운동을 전개해왔다. 보팔에서 인도 수도인 뉴델리까지 수 천 km를 도보로 행진하는 시위를 수도 없이 진행했고, 현지 환경운동가들은 영국시민들의 모금지원으로 주민병원인 삼바브나 트러스트(Sambhavna Trust)를 세워 전통의학과 요가 등으로 체계적인 피해자 치료와 재활을 돕고 있다. 보팔참사가 일어난 때로부터 14년 후인 1998년 9월 11일에 체결된 유해물질과 살충제에 관한 로테르담 협약이 그것이다. 이 협약은 특히 개발도상국에서 독성물질의 오용과 사고에 의한 누출로부터 사용자들의 건강과 환경을 보호하기 위해 체결된 협약이다. 이 협약은 우선 국내적인 차원에서 화학물질의 안전한 이용을 증진시키고 유해 화학물질과 살충제의 수입을 규제하도록 규정하고 있다. 적어도 2개 국가 내에서 판매 금지 또는 제한되는 유해 화학물질과 살충제는 수입국가의 명시적인 승인이 없는 한 수출할 수 없도록 되어 있으며, 국내 생산도 중지된다. 이 협약은 50개국 이상이 비준하여야 발효되며 발효될 때까지는 각 국가가 자발적으로 이행하도록 되어 있지만, FAO와 UNEP의 잠정적인 연합하에 PIC(Prior Informed Consent) 리스트에 오른 모두 22개 종목의 화학물질과 7개의 살충제를 수출금지 또는 제한 물질로 규제하고 있다.
목 차1. 시작하는 말2. 메인메모리3. HDD & SDD4. 플래시 메모리5. 광학디스크(ODD)6. RAID7. 맺는 말8. 출처1. 시작하는 말이 보고서의 주제인 저장장치의 기술동향을 생각하면서 저장장치 별로 분류를 하였다.분류항목으로는 메인메모리, HDD&SDD, 플래시메모리, 광학디스크(ODD), RAID 순으로 분류하여 정리하였다. 현재 파일처리론 앞머리를 공부하고 있는 학생으로서 기술적인 접근보다는 현재의 트랜드 및 상용화되어있는 최신 저장장치에 대하여 분석 및 정리를 하였다.2. 메인메모리 최신 발전동향컴퓨터용 램은 출시된 시기에 따라 성능이 조금씩 향상되었다. 2000년 이후에 나온 컴퓨터라면 대부분 DDR-SDRAM(Double-Data-Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) 계열의 램을 사용한다. DDR-SDRAM은 이전에 사용하던 SDR-SDRAM에 비해 같은 클럭(clock: 동작속도)에서 2배의 성능을 낼 수 있는 것이 특징이다.DDR-SDRAM 기술도 점차 발전을 거듭했다. 같은 클럭의 초기 DDR-SDRAM(이하 DDR1) 보다 2배의 성능을 내는 DDR2-SDRAM(이하 DDR2)이 2004년부터, 4배의 성능을 낼 수 있는 DDR3-SDRAM(이하 DDR3)은 2007년부터 출시되기 시작하여, 현재, 컴퓨터 램 시장은 DDR2에서 DDR3로 전환이 거의 끝난 상태다.최근 기술로는 SK하이닉스가 메모리 업계 최초로 20나노급 DDR4 D램 제품 개발에 성공했다. 이 제품은 내년 상반기부터 양산을 시작해 하반기 출시되는 인텔 4세대 코어 프로세서와 함께 적용될 것으로 전망된다.DDR4(Double-Data-Rate4)는 전력이 1.2V로 작동하고 데이터 전송속도가 최대 3200Mbps까지 향상되는 D램 신제품이다. 시장 주력 제품인 DDR3의 전력 소모량은 1.25V∼1.5V, 전송속도는 1600∼2133Mbps인 점을 감안하면, 전력은 50%까지 줄이면서 전송 속도는 50~100% 가량 인해 HDD가 필요해지는 추세다. 또한 CCTV(폐쇄회로 텔레비전)에도 영상을 자주 재생하거나 기록할 때 원본 영상에 쉽게 열화가 생기는 문제로 인해 HDD를 기록장치로 사용하고 있으며 고화질 CCTV의 등장과 폐쇄회로 카메라의 설치가 많아짐에 따라 이 시장은 점점 더 커질 것으로 예상되고 있다.이렇게 무궁무진한 HDD의 용도에 따라 디지털 가전 시장에 최적화된 대용량 초소형 HDD가 출시되고 있으며, 저전력·저소음 등의 부가 요소가 용량과 성능보다 더 비중 있는 요소로 다뤄지고 있을 정도다. 이는 개인용 PC나 기업용 스토리지 시장의 성장률에 비해 새로운 시장으로 떠오르고 있는 가전용에 대한 수요가 무시하지 못할 수준으로 성장했기 때문이다.이처럼 현재 디지털 가전 저장장치의 가장 큰 흐름은 소형화와 저전력 소비형 제품이다. 이에 따라 제조사들은 좀 더 작으면서 더 낮은 전력을 소비하는 제품을 개발하고 있다. 플래터의 기록 밀도를 높여 기존보다 적은 부품만으로 용량을 같거나 더 크게 구현하고 소비전력을 줄이거나 회전수를 줄이는 대신 버퍼나 헤드의 탐색 속도를 증가시켜 소음과 소비 전력을 줄이기도 한다.이에 자사도 저전력, 저발열, 저소음을 표방한 친환경 하드디스크 기술 ‘그린파워’를 적용한 그린 라벨의 하드디스크를 제조해 소비자와 소비자가전 기업들에게 공급하고 있으며, 대용량 데이터를 안전하게 보관하기 원하는 개인 사용자와 저소음·저전력 기술을 필요로 하는 가전제품 제조사들로 모두로부터 큰 호응을 얻고 있다.추가 저장장치로 이용되는 외장 하드드라이브 시장의 성장 또한 눈부시다. 시장조사기관인 IDC는 세계 외장하드 판매량이 지난해 4천400만대에서 올해 6천200만대로 증가하고, 2010년 1억대를 돌파한 뒤 2013년에는 1억5천600만대 규모에 이를 것으로 전망했다.국내에서도 개인이 다루는 디지털 정보의 양이 기하급수적으로 늘어나면서 이를 편리하게 관리할 수 있는 외장하드의 보급이 지속적으로 늘고 있으며, 지난해부터 돌풍을 일으키고 있는 미니노트북 역시 기술동향 “하이브리드 HDD”IT 기술의 발전으로 인해 PC 장치들의 전반적인 처리 속도가 빠르게 향상되고 있다. 하지만 그중에서 유독 발전이 늦는 것이 있는데 그것이 바로 하드디스크(이하 HDD)다. 이러한 현상이 일어난 이유는 반도체 기반의 장치인 CPU, 메모리, 그래픽카드 등과 달리, HDD는 자기디스크 기반의 장치이기 때문이다. 반도체의 경우, 제조 공정을 세밀화하거나 입력 전압을 높이는 등의 작업으로 비교적 쉽게 성능 향상을 기대할 수 있지만, 자기디스크는 회전속도를 높이는 등의 물리적인 방법으로 성능을 높여야 하기 때문에 그 한계가 명확하다.이러한 문제를 PC 업계에서는 진작에 인식하여 대책을 연구해왔고, 그 결과물로서 나온 것이 바로 SSD(Solid State Drive)다. SSD는 자기디스크가 아닌 플래시 메모리(Flash Memory: 전원이 꺼져도 데이터가 지워지지 않는 메모리)를 이용해 데이터를 저장하기 때문에 HDD보다 데이터 처리 속도가 빠르다. 그리고 디스크를 물리적으로 회전시킬 필요가 없으므로 전력 소모가 적으며 소음도 전혀 없다.그런데 SSD의 문제는 가격 대비 용량이다. 인터넷 최저가 기준으로 160GB 용량의 HDD는 4만 5천 원 정도면 구매가 가능하지만, 같은 용량의 SSD는 무려 55만 8천 원에 달한다. 성능이 아무리 좋더라도 이 정도로 큰 대가를 지불해야 한다면 선뜻 구매를 결정하기 어렵다. 차츰 SSD의 생산 기술이 개선되고 수요가 늘어나고 있으니 언젠가 SSD도 HDD 못지않게 저렴한 가격으로 살 수 있는 시대가 오긴 하겠지만, 그것이 언제가 될지는 정확히 예측할 수 없는 게 사실이다.그래서 나온 것이 바로 ‘하이브리드 HDD’다. 하이브리드(Hybrid: 혼합, 복합)라는 의미 그대로 HDD와 SSD의 특성을 동시에 갖추고 있는 것이 특징이며, 가격은 일반 HDD보다는 약간 비싸지만 SSD보다는 훨씬 싸다.하이브리드 HDD는 내부에 일반 HDD의 자기디스크와 SSD의 플래시 메모리를 동시에 갖추고 있다. 이를 하이브리드 HDD가 SSD보다는 훨씬 싼 것은 사실이다. 하지만 일반 HDD에 비해 다소 비싼 것 역시 부인할 수 없는 사실이다. 저장 용량이나 디스크 회전속도, 버퍼 등의 사양이 같은 일반 HDD에 비해 하이브리드 HDD는 30% 정도 비싼 값을 주어야 한다.② 특정 상황에서의 속도: 플래시 메모리에 저장된 데이터는 빠르게 처리할 수 있지만, 그렇지 않은(자기디스크에 저장된) 데이터를 실행할 경우에는 일반 HDD와 속도 차이가 없다. 이를테면 운영체계를 막 설치하고 첫 번째 부팅을 했을 경우, 혹은 자주 사용하지 않는 프로그램을 실행했을 경우가 대표적이다. 그리고 단순 파일 복사 작업을 할 때도 일반 HDD에 비해 속도 향상은 기대하기 어렵다.4. 플래시 메모리◎ NAND플래시 메모리의 트랜드 대용량화미국 샌프란시스코에서 열린 반도체 회로 설계 컨퍼런스, ISSCC(IEEE International Solid-State Circuits Conference)2012에서 낸드 플래시 대용량화의 길이 보였다.이번 ISSCC에선 낸드 플래시 대형 제조사인 삼성전자와 도시바/샌디스크가 20나노 이하의 최신 공정을 쓴 낸드 플래시 메모리 칩을 발표했다. 하지만 어느 쪽도 주력 제품인 2bits/Cell인 MLC(Multi-Level Cell)에선 64Gbit 칩의 발표에 그쳤다. 즉 MLC는 20나노대 공정에서도 용량이 같으며, 더 높은 128Gbit는 MLC로 발표하지 않았다. 128Gbit MLC를 발표한 회사는 아직 IMT(Intel Micron Flash Technology) 뿐이며, 메인스트림 제품은 64Gbit에 머무를 전망이다. 도시바/샌디크는 ISSCC에서 128Gbit 칩을 발표했지만 3bits/Cell의 TLC(Triple-Level Cell)이었다.그런데 16Gbit 쯤에서 용량 증가가 느려지기 시작했다. 한때는 이대로 대용량화 속도가 느려질 것이 아닌가 싶었지만, 어느 정도 용량은 늘어나 64Gbit까지 도달했다. 그러나 128Gbit 낸드 플래 Disc), 그리고 소니와 필립스에서 개발한 MMCD(Multi Media Compact Disc)등이 등장했지만, 업체간의 이해관계 때문에 이들은 실용화 되지 못했다.하지만 결국 SD와 MMCD 진영은 서로의 특징을 모두 받아들인 새로운 매체를 개발할 것을 합의했고, 그 결과물로 나온 것이 바로 ‘DVD’다. DVD의 표준은 1995년에 처음 발표되었으며, 1996년부터 DVD 규격의 영화 타이틀 및 플레이어가 시장에서 판매를 시작했다. 참고로, DVD라는 이름은 개발 당초에는 ‘Digital Video Disc’의 약자였지만, 영화 감상 외에 데이터 저장용으로도 DVD가 쓰인다는 것을 고려, ‘Video(비디오)’를 ‘Versatile(다기능)’으로 바꾼 ‘Digital Versatile Disc’로 바뀌게 되었다. 하지만 아직도 영화 타이틀 DVD에 한정하여 Digital Video Disc라는 표기를 사용하는 경우도 있다.DVD는 디스크의 크기(지름 12cm)가 CD와 같지만, 담을 수 있는 용량이 크게 늘어났다. 또한, 디스크 한 면에 1층으로만 데이터를 담을 수 있는 CD와 달리 DVD는 한 면에 2층으로 데이터를 담을 수 있는 것이 특징이다. 이렇게 한 면에 2층으로 데이터를 담는 것을 듀얼 레이어(Dual Layer), 혹은 더블 레이어(Double Layer) 수록 방식이라고 하며, ‘DL 방식’이라는 약자로 주로 표기된다. 단층 방식의 DVD는 최대 4.7GB, DL 방식의 DVD는 8.54GB까지 데이터를 저장할 수 있다. 현재는 고화질의 영상을 담은 DVD가 널리 보급되면 홈시어터의 시대를 열었다.◎ 광학디스크의 최신동향 “블루레이 디스크”여러 가지 휴대용 저장매체 중에서도 CD나 DVD 등은 디스크 표면에 레이저를 반사시켜 데이터를 읽거나 기록하기 때문에 광(光)디스크라고 부른다. 광디스크는 이전에 사용하던 플로피디스크와 같은 자기 디스크 기반의 휴대용 저장매체에 비해 많은 양의 데이터(파일)를 저장할 수 있고, 매체 자체의 내구성도 .
열역학법칙 및 엔트로피의 설명1. 들어가기열역학법칙이란 말을 어느 책에서 스치듯 본 기억이 난다. 하지만 자세히 설명을 하기도 어려웠고 일상생활에 많이 적용이 된다는 말에 조사 및 이 글을 작성하게 되었다. 이에 열역학법칙 및 엔트로피에 대하여 설명해보겠다.열역학이란 에너지, 열, 일, 엔트로피와 과정의 자발성을 다루는 물리학의 분야다.)물리학의 한 분야이다. 통계 역학과 밀접한 관계를 갖고 있고, 그로부터 수많은 열역학 관계식을 유도할 수 있다. 열역학 법칙은 매우 일반적인 법칙으로, 관찰하는 대상이나 물질 사이의 상호작용에 상관없이 항상 성립하는 법칙이다. 즉, 관찰하고자 하는 계와 이를 둘러싼 환경 사이에 에너지와 물질 교환이 평형을 이룬다는 사실만 확인되면 항상 적용할 수 있다.2. 열역학 법칙과 엔트로피열역학 법칙은 열역학적 과정에서 열과 일에 관한 법칙이다. 그 개념 때문에 이 물리학 법칙은 물리학뿐만 아니라 다른 열역학과 관계된 과학에서 매우 중요한 법칙이 되었다.열역학 법칙에는 아래의 네가지 근본적인 법칙)이 있는데, 그중에서 제1법칙, 제2법칙만 알아보도록 한다.열역학 제0법칙열역학 제1법칙열역학 제2법칙열역학 제3법칙열역학 제 1 법칙에 따르면, 단열 과정에서 일교환은 과정의 구체적인 형태에 상관없이 초기 상태와 최종 상태에만 관계한다. 단열과정에서는 열이동이 없기 때문에, 이것은 에너지 보존 법칙과 동등한 진술하다. 이 법칙은 단열과정하에서 계의 에너지 이동은 계가 한 일 혹은 계에 한 일밖에 없음을 의미한다. 이는 수학적으로 다음과 같이 표현된다.dU = dq + dw여기서 U는 계의 내부 에너지, q는 계로 흘러들어간 열에너지, w는 계에 가한 일이다.열역학 제 2 법칙에 따르면, "열원으로부터 양의 열에너지를 뽑아서 모두 일로 전환하되, 다른 추가적인 효과를 동반하지 않는 순환과정은 존재하지 않는다.") 다시 말해, 열적으로 고립된 거시계의 엔트로피는 절대 감소하지 않는다. 하지만 미시계에서는 제2법칙이 진술하는 것과 반대로 행동하는 엔트로피의 요동이 있다(요동 정리(Fluctuation Theorem)). 사실, 가역 동역학(time-reversible dynamics)와 인과율의 공리(Axiom of Causality)로부터 요동 정리를 수학적으로 증명할 수 있고, 이것이 제2법칙의 증명이 되겠다. 논리적으로 제2법칙은 물리학의 "법칙"이라기 보다, 매우 큰 계 혹은 오랜 시간에 대한 정리일 뿐이다.열역학 법칙을 알기에 앞서서 알아둬야 할 것이 있는데 그것이 바로 엔트로피(Entropy)이다. 엔트로피를 간단히 나타내면 열의 이동과 더불어 유효하게 이용할 수 있는 에너지의 감소 정도나 무효(無效) 에너지의 증가 정도를 나타내는 양이라고 말할 수 있다.Carnot 사이클의 경로상의 임의의 두 점 1,2를 취할 때, 1로부터 2로 행하는 a,b의 경로를 통하여도의 값이 같아지는 것은 명확하므로는 그 변화의 경로에는 관계하지 않는다. 1 및 2의 상태에 관계하는 것을 나타내면 다음과 같다.(1)이와 같은 물체계의 상태를 정하는 1개의 함수 S를 엔트로피라고 하고 엔트로피의 기본적인 뜻은 열변화 값을 온도로 나눈 값이라는 것보다는 훨씬 다른 뜻을 가지고, 어떤 상태에 있는 계의 확률적인 척도라고 말할 수 있다. 식(1)은 1로부터2로의 변화에 대한 엔트로피의 증가량을 나타내는 것이다.)또, 온도가 일정하게 유지될 때, 엔트로피의 변화 ΔS는 다음의 식으로 정의된다.ΔQ는 등온 가역과정에서 계에 가해진 열량이며, T는 과정이 일어나는 동안 계에 일정하게 유지되는 절대온도이다. 계의 온도가 일정하지 않다면, 관계식은 다음의 미분식으로 나타난다.이 식이 의미하는 바를 이해하기 위하여, 온도 T가 열량 Q에 대한 함수 , 즉 T(Q)로 나타난다고 가정하자. 그렇다면 열량 변화에 따른 총 엔트로피의 변화는 다음과 같다.열역학 제1법칙로부터 엔트로피가 온도, 압력, 체적등과 어떠한 관계에 있는지를 나타낼 수 있다.제1법칙을식과 어떻게 잘 대입하고 적분, 관계식들을 이용하면 다음 식을 얻을 수 있다.이상기체 1mole이상태로 이전 할때의 엔트로피 변화로써 일정한 온도로의 변화라면로 나타낼 수 있다.)이렇듯 엔트로피와 열역학법칙은 나름대로의 관계를 가지고 있는 것 이다.일상생활에서 찾아볼 수 있는 예)열전도율)고온의 열저장고와 저온의 열저장고를 물체로 연결해놓으면 고온의 열저장고에서 열에너지가 저온의 열저장고로 전도된다. 이러한 전달되는 열에너지를 단위시간당 전달되는 비율을 전도율이라고 한다. 연결된 물체의 면적을 A, 길이를 L이라고 하면 전도율 P = kA(Th-Tc)/L로 나타낼 수 있다(k=열전도도, Tc=고온의 열저장고의 온도, Tc=저온의 열저장고의 온도). 열전도도 k 는 물체의 고유한 특징으로 상수값을 지닌다. 열에너지를 빨리 전달하는 물질일수록 좋은 열전도체로서 k값이 크다.
신호발생기와 오실로스코프 사용법신호발생기란 ? 오실로스코프란 ? 신호발생기 사용법 오실로스코프 사용법 목차신호발생기 시간에 따라 변화하는 신호파형을 발생시키는 장치 파형이 반복되는 시간을 주기 , 이의 역수를 주파수 파형이 시작되는 시점을 위상기준 전압이 0 이 아닌 경우의 기준 전압을 옵셋 (offset) 전압 펄스파가 얼마나 날카로운가를 나타내는 수치를 듀티 팩터 (duty factor) 시간에 따라 주파수가 바뀌는 신호를 주파수 소인 (sweep) 신호 신호발생기시간에 따른 입력전압의 변화를 화면에 출력하는 장치 전기진동이나 펄스처럼 시간적 변화가 빠른 신호를 관측한다 파형을 관측하는 계측기로 수평축을 시간으로 수직축을 크기로 표시 오실로스코프50 Ω 동축케이블을 사용하여 회로 또는 다른 계측기에 연결 접지선은 신호를 가하고자 하는 회로 또는 계측기의 접지에 연결 내선을 신호를 가하고자 하는 점에 연결 출력 신호의 직류 옵셋 전압이 측정하고자하는 회로의 동작에 영향을 미칠 수 있으므로 직류 옵셋을적절히 맞추거나 , 교류 신호만을 전달 신호발생기 사용법신호발생기 사용법각각의 채널의 입력 선택을 GND 로 선택 각 채널의 접지 기준 위치를 각 채널의 수평 위치 조절 노브를 사용하여 적절히 맞추어 준다 입력신호의 특성에 따라 DC 또는 AC 를 선택 적절한 수직 스케일을 선택 트리거 레벨 조절 노브를 사용하여 화면에 안정된파형이 나오도록 조절 오실로스코프 사용법오실로스코프Q A{nameOfApplication=Show}
갈릴레오의 업적과 종교재판과의 갈등1. 들어가기'근대 관측천문학의 아버지', '근대 물리학의 아버지', 또는 '근대 과학의 아버지'라 불리우는 갈릴레오)가 어떠한 이유로 70세의 나이에도 종교재판에 출두하였고, 왜 그가 평생연구해온 이론들을 철회해야 하는지 알아보겠다. 또한 망원경으로 달과 목성 등을 관찰하고 역학 연구를 통해 근대 물리학 발전에 기여한 갈릴레오 갈릴레이, 그는 코페르니쿠스의 지동설을 옹호하여 교황청 종교재판에서 유죄 선고를 받았고, 350여 년이 지나 교황청에 의해 공식 복권됐다. 천문학과 물리학의 상징적 아이콘이기도 한 그에 관해 알아보겠다.2. 갈릴레오의 연구과정 및 업적수도원 학교에서 인문학을 배운 갈릴레오는 아리스토텔레스의 논리학에 불만을 가지고 있었다. 어느 날 수학자 오스틸리오 리치가 빌려 준 유클리드와 아르키메데스의 책들을 읽고 실용 수학의 세계에 빠져들게 되는데, 그는 기존 컴퍼스를 기계적인 계산에 유용한 비례 컴퍼스로 직접 개량해 낸다. 1610년엔 새로 출판한 책 ‘별들의 심부름꾼’을 통해 당시 유럽의 모든 학자들을 놀라게 만들었다. 왜냐하면 그 전까지 사람들의 상식은 하늘의 모든 천체는 완벽하고, 달 역시 매끄럽고 흠이 없다는 것이었는데 갈릴레오는 스스로 망원경으로 관찰하여 달에는 산, 계곡, 구덩이 들이 많이 있어 표면이 고르지 않고 울퉁불퉁하다고 주장했기 때문이다. 뿐만 아니라 목성 주위를 도는 네 개의 위성도 발견하여 당시 사람들에게 충격을 주었다.) 또한 갈릴레오는 지상의 모든 운동에 대한 역학적이고 논리적인 사고로 기존 통념에 반하는 진리들을 발견해 냈다. 예를 들면 그는 서로 다른 크기의 우박이 하늘에서 동시에 떨어지는 것을 보고 기존 믿음에 의문을 품고, 역학과 수학적 논리를 동원해 물체가 떨어지는 동안 그 속력이 어떤 규칙으로 변하고 증가하는지를 계산해 낸다. 결국 물체가 떨어질 때는 속도는 시간에 비례하고, 떨어진 거리는 시간의 제곱에 비례한다는 원리를 밝혀낸다.) 그의 과학적 탐구들은 그때 까지 이어오던 사람들의 사고의 틀을 깨고, 과학을 새롭게 바라보는 새로운 시작이 되었다.3. 갈릴레오에 대한 비판적인 시각갈릴레오도 항상 옳다고 평가 받는 것은 아니다. 갈릴레오는 “실험적인 검증에 의한 물리를 추구”하던 평소의 연구 태도와는 다르게 지동설에 대한 완벽한 과학적 논거, 다시 말해 “절대적 진리에 대해 그의 책에 써 놓은 내용은 금지된 것이며 틀린 것”이라는 사실을 반증할 과학적 논거를 제시하지 못하였다는 주장이 제기되기도 한다.) 또한, 갈릴레이는 동시대의 천문학자이자 최초의 천체물리학자인 요하네스 케플러가 자신을 지지해 줌으로써, 《시데레우스 눈치우스》에 대한 비판들을 이겨낼 수 있었다. 하지만 갈릴레이는 케플러를 무례하게 무시했고, 케플러의 업적에 아무런 관심도 기울이지 않았으며, 케플러의 법칙을 무시하고 원운동을 고수했다. 또한, 독일의 저널리스트 베른트 잉그마르 구트베를레트는 갈릴레오가 흔히 교회에 맞선 과학의 순교자라는 이미지로 널리 알려진 것도 잘못된 것이며, 그런 이미지는 오히려 케플러에게 더 어울린다고 말한다. 갈릴레오는 케플러와 달리 과학의 자유를 위해 적극적으로 투쟁하지 않았으며, 오히려 종교와 대립을 피하려고 애썼다. 구트베를레트는 갈릴레오가 종교재판에 회부된 결정적인 이유는 신학에 대한 교만 때문이라고 지적한다.)1633년 6월 22일 갈릴레이는 정말 “그래도 (지구는) 돈다”는 말을 했을까? 여러 달의 재판을 통해 심신이 극도로 칠순 노인이 서슬 퍼런 종교재판관들 앞에 홀로 서있다. 가볍게 속삭이는 혼잣말이라 해도 그런 말을 감히 입 밖에 낼 수 있었을까? 재판이 끝난 다음 마차를 타고 가다 내리면서 문제의 말을 외쳤다는 설도 있으나, 재판을 다시 받기를 자청하는 것이나 마찬가지인 그런 행동을 했을 가능성은 거의 없다. 정황상의 추측이 아니더라도 많은 전문가들은 갈릴레이가 그런 발언을 했다는 데에 동의하지 않는다. 갈릴레이가 쓴 편지나 그 어떤 글에도 당시의 다른 그 어떤 기록에도 나오지 않는다. 이런 이야기는 계몽주의 시대의 지적 분위기 속에서, 갈릴레이를 과학적 진리의 순교자로 형상화하려는 많은 사람들의 뜻이 반영되었던 셈이다.4. 종교재판과의 갈등갈릴레오가 주장했던 지동설로 인해 그와 종교계 전체의 갈등이 시작되었다.그는 1613년 태양의 흑점이동을 바탕으로 코페르니쿠스가 옳고 프톨레마이오스가 틀렸음을 밝히는 3통의 편지를 출판했는데 뛰어난 필력으로 그의 생각이 널리 알려져 지지를 받았다. 이에 위협을 느낀 아리스토텔레스의 지지자들은 성경에 위배된다는 이유로 그를 공격하기 시작했고 급기야는 불경죄로 종교재판에 회부되었다.) 당황한 갈릴레오는 과학과 종교계에 입장을 지지해 줄 것은 탄원했으나 당시 가톨릭계의 지도층의 관심은 오직 신교와 싸우기 위한 구교 진영의 단결에 있었기에 일말의 유연성도 인정되지 않았다. 이후 코페르니쿠스의 책이 금서목록에 오르자 갈릴레오는 금지법령을 철회하기 위해 교황청을 방문했으나 받아들여지지 않았다. 그는 교황과의 대화 후 1632년 검열을 거쳐 문학과 철학 분야의 걸작으로 평가받으며 전 유럽으로 퍼진 ‘세계를 지배하는 두 체계의 대화’을 출판했는데, 제목과는 달리 서로 다른 두 우주체계를 공정하게 다루지 않고 코페르니쿠스 체계를 명백하게 옹호함으로서 결국 화가 난 교황에 의해 기소되어 재판을 받게 된다. 1633년 유죄 판결을 받은 노쇠한 갈릴레오는 코페르니쿠스 체계를 부정할 것을 선고받고, 순순히 과거의 주장을 ‘맹세코 포기하며, 저주하고 혐오한다’고 선언했다.
