엔트로피(Entrophy)란 무엇인가? | |
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에너지를 생각할 때 잊어서는 안 될 법칙이 두 가지 있다. 에너지는 두가지 법칙에 최종적으로 지배된다고도 말할 수 있다. 그 첫째는 에너지란 절대 만들 수도 없고 또 없애버릴 수도 없다는 법칙이다. 사실 에너지는 빛에서 전기,그리고 열이라고 하는 형태는 때로 변하여 가지만 그 양은 전체적으로 보아 일정하게 유지되고 있다. 이것은 보통 열역학 1 법칙이라든가 혹은 에너지가 늘 보존된다는 의미에서 에너지보존의 법칙이라고 한다. 여기서 에너지가 보존된다고 하는 것은 예를 들어 석유를 연소시킨다고 생각할 때 그 전후의 에너지 총량에는 변함이 없다는 것이다. 즉, 태운 뒤의 열과
배기가스와 수증기에 포함되어 있는 에너지를 합하면 석유가 원래 가지고 있던 에너지와 같게 된다는 뜻이다. 배기가스와 수증기도 그
나름대로의 에너지를 갖고 있지만 문제는 이들을 아무리 모아보아도 이미 난방용으로는 쓸 수 없다는 것이다. 가령 같은 에너지량이라
할지라도 이들이 지닌 에너지는 어떤 의미에서는 사람이 일을 시키기 위해 두 번 다시 쓸 수 없다는 것이다. 이 법칙이 설명하고 있는 것은, 에너지란 자유로이 형태를 바꾸어 갈 수 있으며 변환시킬 수도 있지만 그때마다 반드시 어떤 대가를 치루지 않으면 안된다는 뜻이다. 이 대가란 앞서 말한 예에서처럼 본래 그 에너지가 가지고 있던 일 할 수 있는 능력, 즉 포텐셜(potential)의 포기라고 하는 것이다. 열역학에서는 이와 같이 일로 변환시킬 수 없는 양을 엔트로피라 정의하고 있다. 에너지를 변환시킬 때마다 엔트로피는 발생하며 그 총량은 증가해 간다는 말이 된다. 에너지를 그 만큼 많이 소비하면 공해에 부닥치고, 분별없는 과학의 남용은 엔트로피를 발생시켜 그 증가에 부딪치게 된다는 사실을 학생들에게 일깨워 줌은 생활의 지식이 아닌 지혜임을 깨닫게 하는 좋은 예라고 생각하고 있다. 한편으로는 자원,식량의 고갈은 과학에 의해 해결될지도 모르지만, 이것도 엔트로피 증가라는 대가를 치러야 한다. |