바보들의 행진 - 열역학 법칙

조회수 31013 추천수 0 2014.03.12 03:10:17

얼음과 수증기의 비열이 비슷한 이유
글쓴이: 느그 2017-02-02 21:23:36
http://gall.dcinside.com/physicalscience/100732


이유가 있음? 그냥 재보니 비슷하더라 이런거 아니야?


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유전
눈과 얼음의 결정구조 변화에 따라 마이너스 273도(캘빈 온도 0도) 이하의 온도계를 만들 수 있음. 상선약수의 법칙이 담긴 자연의 신비이기 때문에 누가 빨리 연구하느냐에 따라 노벨상 감임.
2017.02.02 21:39:16


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유전
얼음의 결정구조는 사람의 지문이 모두 다르듯이 온도에 따라 같은 결정구조를 보이는 경우가 없는 온도의 지문과도 같음.
2017.02.02 21:40:31


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광속에서 "가장 빠른 빛 보다 더 빠른 빛은 없다"라고 하는 명제가 있다면 열역학에서도 이와 같은 명제가 있습니다. "가장 낮은 온도 보다 더 낮은 온도는 없다" 입니다. 1848년 절대온도 "K"가 도입 되었는데, 이 도입 과정이 소설입니다. 기존의 온도 연산 방식을 수식으로 계산하기에는 무리가 있다고 하는 이유입니다. 가령 10도C 온도의 2배를 20도C로 볼 수 없기 때문이라고 합니다. 그러한 이유 때문에 있지도 않은 가상의 기체인 "이상기체(idear gas)"를 상상력으로 만들었는데 개념은 기체 분자의 부피가 "0(숫자)"이라는 것을 물질계에 도입 했습니다. 절대온도 "0"K는 이상기체의 부피가 "0"인 것을 의미합니다. 이러한 가정은 다음과 같은 논리를 기반으로 유도 되었습니다.


이상기체 [理想氣體, ideal gas](네이버 백과사전)
1. 어떤 한 기체는 많은 동일한 분자들로 구성된다. '많다'라는 표현은 개개의 분자들의 경로를 추적할 수 없다는 것을 의미한다.
2. 분자들은 뉴턴의 운동법칙을 따른다.
3. 분자 자체만의 총 부피는 기체 전체가 차지하는 부피 중에서 무시할 수 있을 만큼 작은 부분이다. 즉, 분자의 부피는 무시한다.
4. 모든 분자의 운동은 무작위적(random)이다. 즉, 각각의 분자들은 각각의 운동방향과 속력을 가지고 운동한다.
5. 분자들은 서로 상호작용하지 않으며, 분자와 용기 벽면의 충돌은 완전탄성충돌이라 가정한다.


이러한 가정하에서는 기체의 상태변화를 기술하는 것이 비교적 간단하다. 그래서 열역학에서는 실재기체를 대상으로 이상적인 고찰을 하는 경우가 많다. 그러나 실재기체는 구성분자의 부피가 0이 아니고, 분자끼리 상호작용을 하므로 위 이상기체의 가정과는 다르게 움직인다. 하지만 압력이 충분히 낮고 온도가 높은 경우에는 실재기체도 이상기체와 비슷한 현상을 나타낸다. 실제로 대기압(대기압은 약 1기압이며 이는 충분히 낮은 압력으로 간주할 수 있다)에서 많은 기체가 이상기체와 유사한 움직임을 보이므로 실재기체를 표현하는데 이상기체의 법칙을 이용해도 큰 무리가 없다.(백과사전 인용 끝)


오늘날 양자역학의 발달로 위와 같은 전근대적 유도과정의 논리는 거의 의미가 없어졌음을 눈치챌 수 있습니다. 더구나 이것의 가장 큰 문제점으로 고온에서의 측정은 섭씨2억도(절대온도 2억273.15K) 이상을 사용하고 있음에도 "절대온도"의 섭씨 온도인 -273.15도C 라고 하는 한계치를 미리 만들어 놓아서 계측과 측정으로는 반쪽짜리의 산수를 하면서도 수식에서는 모든 양수 음수를 다 적용하여 계산을 하고 있는 오류입니다.


이러한 오류에 대한 무감각은 현재 인류의 기술로 영하 몇도까지 측정할 수 있는가의 질문에 대하여 섭씨 -273도를 "0"K이라고 했을때, 0.000000001K 라는 답변이 나올 정도입니다. 이러한 답변이 왜 문제가 있는지는 독자들의 판단에 맡기겠습니다.

 

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유전 2014.02.26 04:20:04 (위의 글과 아래 글 사이에 추가합니다.)

과학계 소설가들의 논리라면 섭씨 -274는 절대로 있을 수 없다는 결론에 도달합니다. 그리고 섭씨-273도 보다 2배 더 낮은 -546도 라고 할 때, 이 소설가들은 이걸 0.0000...xxx 이런 수치의 답변을 합니다.  이것이 수학인가요? 산수인가요? 산수도 이 정도면 동화책 소리를 들어야 합니다.

현실적으로 섭씨 -274도나 -275 라는 것이 없을까요? 자기들 머리 속에서 만들어 놓은 이상기체 측정에서나 없겠지, 또 측정할 방법이 없으니까 그렇겠지만, -273도 까지는 순차적으로 하나하나 눈금이 잘 내려가다가...(어떤 측정기라고 하더라도)....더 이상 내려가지 않는 눈금을 보고...그 이하는 없다고 믿어 버리고 마는 유아들의 동화책 같은 소리들만 하고 있습니다.

 
 
 
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