영구기관의 환상과 한계, 지속 가능한 에너지의 활용

영구기관은 계속 움직이며 에너지를 생성하거나 에너지 소비 없이 움직이는 기계로써, 이러한 기계를 만드는 것은 물리학적으로 불가능한 것으로 알려져 있습니다.

현실에서는 에너지 손실을 최소화하거나 효율을 높이는 기술들이 개발되고 있지만, 아직까지는 영원히 움직이며 에너지를 무한히 생산하는 기계는 만들어지지 않았습니다.  정말 영구기관은 불가능 한 것일까요?

 

영구기관이 불가능한 이유 (feat. 과학)

영구기관이 불가능한 이유는 열역학의 법칙과 에너지 보존의 원리에 근거합니다.

 

1. 열역학의 제1법칙 - 에너지 보존의 법칙

에너지는 창출되지도 소멸되지도 않고, 단지 형태를 변화시키는 것으로 알려져 있습니다. 에너지는 보존됩니다. 어떠한 기계나 장치도 에너지를 무한히 창출할 수 없으며, 에너지를 무한히 이용할 수 없습니다.

 

2. 열역학의 제2법칙 - 엔트로피 증가의 법칙

이 법칙은 에너지 변환에서 엔트로피(무질서의 증가)가 증가하는 것을 설명합니다. 에너지 변환 과정에서는 항상 일부 유용한 에너지가 무작위한 열로 전환되며, 이로 인해 시스템 전체의 유용한 에너지가 감소합니다.

 

에너지는 창출되지 않고, 단지 형태를 변화시킬 뿐입니다. 또한, 에너지의 손실 없이 작동할 수 없다는 것을 설명합니다. 어떤 기계도 에너지 손실 없이 무한히 작동하는 것은 열역학적으로 불가능합니다.

 

영구기관을 제작한 시도들

그럼에도 불구하고, 과거에 사람들은 영구기관을 만들려는 여러가지 시도를 했으며, 그 종류는 다양합니다. 몇 가지 영구기관의 시도의 종류는 다음과 같습니다:

 

1. 중력을 이용한 시도

일종의 바퀴로, 움직이는 무게의 평형을 이용하여 영원히 회전할 것으로 기대되는 시도였습니다. 그러나, 실제로는 에너지 보존 법칙에 따라 외부에너지가 필요했으며 작동이 멈추고 말았습니다.

중력을 이용한 영구기관 시도

2. 부력을 이용한 시도

물의 부력을 이용하여 영원히 동작하리라는 기대로 시도하였으나 실패했습니다.

부력을 이용한 영구기관 시도

 

3. 자석을 이용한 시도

자석을 이용한 영구기관

자석을 이용하여 영구기관을 만들려는 시도가 많이 있었습니다. 이러한 시도들도 마찰력과 에너지 손실로 인하여 영원히 동작하지 못했습니다.

 

현재까지 영구기관은 과학적으로 불가능하다는 것이 입증되었지만, 이와 관련된 여러가지 시도들이 있었음을 알 수 있습니다.

 

사람들이 영구기관을 믿는 이유

다양한 아이디어와 기술을 근거로 사람들은 영구기관에 대한 미련을 버리지 못하고 있습니다. 그 이유는 무엇일까요?

1. 과학적 불만족

일부 사람들은 과학적인 원리나 법칙에 대한 이해 부족으로 현실적인 제한을 받지 않고 이상적인 기술을 추구하는 경향이 있습니다. 이들은 현재의 과학적 한계를 극복하고, 불가능하다고 여겨진 것들을 가능하게 만들 수 있을 거라는 희망과 열망을 품는 경우가 많습니다.

 

2. 창의성과 혁신

새로운 기술이나 혁신을 추구하는 과정에서, 실험적인 발상과 창의적인 아이디어는 새로운 기술 발전의 원동력이 될 수 있습니다. 때로는 이러한 노력들이 실패할 수 있지만, 실패를 거치며 새로운 발견이나 기술 발전으로 이어질 수도 있습니다.

 

3. 과거의 오해와 오인

역사적으로 많은 사람들이 영구기관에 대한 잘못된 믿음을 가지고 있었습니다. 이로 인해 영구기관의 개념이 일부 사람들에게 영원한 힘과 에너지를 제공할 수 있는 것으로 오해되어 왔습니다.

 

4. 비이성적인 믿음

때로는 사람들이 이성에 기반한 과학적 사고보다는 믿음과 희망에 의해 이끌리기도 합니다. 이는 과학적으로 설명되지 않은 현상에 대한 신비주의적인 믿음과 관련이 있을 수 있습니다.

 

이러한 이유들로 인해 영구기관에 대한 믿음은 과학적인 현실과는 다소 거리가 있는 믿음이 일부 사람들 사이에서 지속될 수 있습니다.

 

무한한 자연 에너지의 활용

영구기관이 현실적으로 존재하지 않지만, 인간의 차원에서 영속적으로 사용 가능한 에너지원이 많이 있습니다. 

 

1. 바람 에너지

바람 에너지는 바람을 이용하여 발전되며, 풍력터빈을 통해 바람의 운동 에너지를 전기로 변환합니다. 바람은 무한히 존재하는 자연적인 자원으로 간주됩니다.

 

2. 수력 에너지

강, 강물, 댐 등에서 수력을 이용하여 에너지를 발전하는 방식으로, 수력 발전소를 통해 수동력이 전기로 변환됩니다.

 

3. 태양 에너지

태양 에너지는 태양으로부터 수신되는 에너지를 태양열광전지 등을 사용하여 전기로 변환합니다. 태양은 무한히 수신되는 자연의 에너지원으로 간주됩니다.

 

4. 지열 에너지

지하의 열에너지를 이용하여 발전되는 에너지로, 지열 발전소를 통해 지열 에너지를 전기로 변환합니다.

 

5. 해양 에너지

파도, 조위 등 바다에서 파생되는 에너지를 수확하여 전기를 발전하는 기술입니다.

 

이러한 에너지원들은 자연적으로 발생하며, 인류가 오랜 기간 동안 지속적으로 이용할 수 있는 에너지원 입니다. 어찌 보면 이런 에너지원을 활용하여 동력을 생산하는 것도 거시적 차원의 영구 기관 이라고 볼 수 있을 것 같습니다. 인간의 차원에서는 무한히 쓸수 있는 에너지 자원 들이니까요. 미래에는 이러한 공짜 에너지들의 효율을 극대화하는 기술들이 많이 나와서 에너지 걱정 없는 세상이 오기를 기대해 봅니다.