반응형 대학물리학 조각5 [열역학] 카르노기관보다 높은 열효율을 갖는 열기관의 모순 아무리 날고 기는 기술이 개발되어도 카르노기관의 열효율을 넘어서는 열기관은 발명될 수 없다. 그 이유를 한마디로 말하자면 그러한 열기관은 '열역학 제2법칙'을 위배하기 때문이다. 다음은 고열원과 저열원 사이에 열기관과 카르노기관을 나란히 놓은 구조를 나타낸 그림이다. 열기관이 하는 일 w에 의해 카르노 기관이 작동한다고 해보자. 그러나 열역학 제2법칙에 따르면 열은 고열원에서 저열원으로 스스로 이동한다. 따라서 순수 열흐름은 고열원에서 저열원을 향하는 아래 방향이어야만 한다. 따라서 카르노 기관의 열효율을 넘어서는 열기관은 제작할 수 없다. 2023. 4. 25. [고전역학] 원운동과 환산질량 우리가 알고 있는 지구의 원운동, 원자 내 전자 원운동의 물리학적 서술은 태양과 원자핵이 정지해 있다는 전제에서 시작된다. 그렇게 가정할 수 있었던 이유는 태양과 원자핵에 비해 지구와 전자의 질량이 한없이 작았기 때문이다. 환산질량을 쓰는 이유 그러나 질량이 대등한 물체들의 원운동은 어떨까? 이런 2체 역학을 하나의 운동으로 치환하기 위해 사용하는 도구가 '환산질량'이다. 두 물체의 원운동을 한 물체의 원운동으로 m1과 m2가 w라는 동일한 각속도로 등속 원운동하고 있다. 두 물체 간에 작용하는 만유인력이 두 물체의 구심력으로 작용하기 때문이다. 만유인력(구심력)의 크기는 다음과 같다. 이 복잡한 2체(물체1-물체2) 시스템을 질량중심(cm)을 축으로 회전하는 1체 시스템으로 치환하기 위해 다음과 같은 .. 2023. 3. 27. [일반물리학] 전자기학과 상대성 이론, 전기력과 자기력은 사실 같다. 정지와 등속 운동은 같은 운동 상태 뉴턴은 정지한 물체와 등속도 운동하는 물체의 구분이 불가하다고 했다. 그 이유는 두 운동 상태가 본질적으로 같기 때문이다. 물체에 작용하는 알짜힘이 0일 때 보일 수 있는 운동이라는 측면에서 정지와 등속 운동은 같다. 예를 들어 바깥이 전혀 보이지 않는 밀폐된 차에 탑승했다. 이 차가 등속 운동을 한다면 탑승자는 이 차가 등속 운동을 하고 있는지, 차가 정지해 있는지 구분할 수가 없다. 왜? 정지와 등속 운동은 같은 운동 상태이기 때문이다. 뉴턴 역학과 전자기학의 모순 위치가 고정돼 있는 도선에 전류가 오른쪽으로 흐르고 있다. 자동차는 속도 v로 등속 운동을 하고 있다. 자동차 안에는 전하량이 q인 전하가 있고, 관찰자는 자동차 안의 A와 바깥의 B가 있다. ①관찰자 .. 2023. 3. 24. [현대물리] 다른 각도로 접근하여 분석하는 고체의 에너지 띠 이론 고체안의 전자들이 주기적으로 배열된 양이온에 의한 퍼텐셜 영역에서 움직이게 된다면 회절 효과가 나타난다. 질량을 가진 입자는 드브로이가 제안한 물질파의 특성을 갖기 때문이다. 이 물질파의 파장값에 해당하는 회절의 특성을 보이는 것이다. 따라서 이 회절에 의해 각각의 전자들은 특정 범위의 운동량을 가지게 되고, 이 결정된 운동량이 고체내 전자들의 허용된 에너지 띠를 만드는 것이다. 금속 특유의 광택은 왜 생기는 것일까? 가시광선의 광자가 갖는 에너지는 1eV ~ 3eV 정도이다. 금속 내의 자유전자는 원자가띠를 벗어나지 않고도 이 정도의 에너지는 흡수한다. 따라서 가시광선에 대해선 금속이 불투명하고, 이 흡수한 빛을 재복사하기 때문에 입사한 빛이 반사된 형태로 나타나 반짝반짝거리는 광택이 나타나는 것이다... 2020. 8. 1. 이전 1 2 다음 반응형
