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| 글쓴이 : | 해맞이 | (2003-08-08 22:22:26, 번호: 255, 조회: 7816) |
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| 에너지보존의 법칙_반론 |
화학, 물리책을 버려가지고서 상식선에서 말합니다.
열의 세가지 전달 방법인 대류, 전도, 복사의 개념부터 알고 넘어가죠.
대류는 전달 입자가 직접 이동을 하고, 전도는 전달 매체의 입자들이 진동하여 이웃하는 입자에 전달하는 현상이 계속되어 열이 이동한다. 복사는 전자기파의 형태로 열이 직접 이동한다.
- 도르래나 톱니바퀴와 같은 부품을 적절하게 사용하는 것은 적은 에너지를 투입하여 많은 에너지를 생성하여 이용함으로써 작업효율을 높이기 위함이다. 이러한 경우에는 투입되는 에너지보다 이용하는 에너지가 커지므로 에너지보존의 법칙이 성립되지 않는데, 이때에는 기계나 기구에서는 운동에너지로써 형태가 다르기 때문에 에너지보존의 법칙을 적용하지 않아야 한다고 표현해야 하는지 의문점이 남게되는 것이다.
(반론) 이건 상식입니다. 도르래나 지렛대는 적은힘으로 큰 힘을 낼수 있습니다. 그러나 하는 일의 양은 갖습니다. 너무 상식이라서 설명은 책을 찾아보세요.
- 물에서 구리로 이동한 실제의 열량이 얼마인가를 산출하면서 물질의 비열을 대입하면
100× 1.00× (80－ 76.364)= 100× 0.10× (76.364－ 40)식이 성립됨으로써
물이 빼앗긴 실제의 열량은 100× 1.00× (80－ 76.364)= 363.64칼로리이고
구리가 얻은 실제의 열량은 100× 0.10× (76.364－ 40)= 363.64칼로리로써 빼앗긴 열량과 얻은 열량이 같다고 생각하여 조건 (②)에 만족하다고 여기고 있다.
그렇다면 여기서 물질의 총량이 가지고 있는 열량에 대하여 조건 (②)을 만족하는지의 여부를 검토하여 보아야 한다.
이때에 비열을 적용하여 두 물질이 가지고 있는 실제의 열량을 구하면
물이 가지고 있는 총열량은 100× 1.00× 76.364= 7,636.4칼로리이고
구리가 가지고 있는 총열량은 100× 0.10× 76.364= 763.64칼로리로써 물이 가지고 있는 열량이 구리가 가지고 있는 열량보다 많아서 조건 (②)는 만족하지 못한다.
(반론) 열량의 보존의 법칙은: 온도가 다른 두 물체가 접촉하여 열평형을 이루 때 한 물체가 잃은 열량은 다른 물체가 얻은 열량과 같다. 님의 오류는 같은 온도에서 질량이 같은 모든 물질은 같은 열량을 가지고 있다고 여기고 있다는 것입니다. 예를 하나 들까요, 납의 비열이 0.03이라면 100*0.03*76.364= 229.092입니다. 같은 온도 같은 질량일 때 비열이 다르면 열량도 다르다는 것입니다. 열량보존의 법칙은 열평형을 이루었을 때 얻은 열량과 잃은 열량이 같다는 것이지, 열평형이 이루었을 때의 비열이 다른 물질이 열량이 같다는 것이 아닙니다. 이해안되면 더욱더 공부하세요.
- (100× 1.00× 76.364)＋(100× 0.10× 76.364)= 8400.04칼로리
...중략...
온도평행을 이루기전의 상태에서 두 물질이 비열을 적용하여 가지고 있는
총열량은 (100× 1.00× 80.00)＋(100× 0.10× 40.00)= 8,400.00칼로리
두 물질이 열량의 평행을 이루기 위해서는 8,400.04/ 2= 4,200.02칼로리의 열량을 각각 간직하여만 가능하다.
따라서 두 물질이 가지고 있어야 하는 열량을 유지하는데 필요한 온도를 비열을 적용하여 구하면
물의 온도는 4,200.04/ 100/ 1.00= 42.0002℃가 되어야 하며
구리의 온도는 4,200.04/ 100/ 0.10= 420.002℃가 되어야 하는 것이므로 열량평행 상태를 이루게 되면 물보다 구리가 월등하게 높은 온도를 유지하여야 하기 때문에 온도평행이 이루어지지 않으므로 조건 (①)을 만족하지 못하게 되는 것이다.
(반론) 님이 계산한 것 같이, 온도 평행을 이루기 전의 총열량과 온도 평행을 이룬후의 총열량이 같군요. 열량보존의 법칙이 맞다는 것입니다. 평균을 구하여 역으로 온도를 구할수도 있는데, 님이 간과하는 것은, 물이 80℃일 때의 열량은 100*1*80=8000이고 물이 42℃일 때의 열량은 100*1*40=4200이며 구리가 40℃일 때의 열량은 100*0.1*40=400이고 구리가 420℃일 때의 열량은 100*0.1*420=4200입니다. 열량을 합해보세요. 8400으로 똑같습니다. 그래도 뭔 말인지 모르겠습니까?? 열량을 평균해서 온도를 구하므로 즉 평균하므로 열량이 변하게 되어 온도가 달라지는 것입니다.(모르겠으면 중학교 교육 다시 받으세요.)
끝으로 님이 엔트로피 증가의 법칙을 몰라서 다행이군요. 그것도 알았으면 끔칙한 억지 논리를 폈을 텐데... 알았더라도 인용하지 않은 것은 다행입니다.
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