카오스재단

답변완료

제1종 영구기관이 불가능함을 보통 열역학 제1법칙으로 설명하잖아요. 그럼, 제1종 영구기관은 열역학 제2법칙을 만족시키나요? 만족시키지 못한다면 그 이유가 궁금합니다.

답변내용

제1종 영구기관은 외부로부터 에너지를 새로 공급받지 않고도 계속 일을 할 수 있는 영구기관을 말합니다. 생명체로 말하자면 광합성(빛에너지)이나 음식 섭취(화학에너지) 없이도 움직이고 살아갈 수 있다는 얘기인 거죠. 만일 이것이 가능하다고 하면 이는 열역학 제2법칙에도 위배됩니다. 왜냐하면 이는 외부와의 물질이나 에너지 교환 없이도 질서를 유지할 수 있는 고립계가 존재한다는 얘기가 되기 때문입니다. 이를테면 내가 외부로부터 에너지의 공급 없이 외부 온도보다 높은 체온을 유지한다면 이것이 바로 열역학 제2법칙의 위배인 겁니다. 왜냐하면 외부로부터의 에너지 유입이 없다면 열은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흘러 열평형이 이루어져야 하고 그러면 겨울에 외부와 온도가 같아져서 얼어 죽을 수밖에 없으니까요. 열역학 제2법칙에 따르면 생명체가 질서를 유지하는 것은 그 대가로 전체 우주의 엔트로피(무질서도)를 상승시키기 때문에 가능해지는 겁니다.

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