물리학자님 이거 왜 이래요?(열역학 제1법칙, 만유 인력의 법칙, 관성의 법칙)

열역학 제1법칙에 따르면 에너지 보존법칙에 따라 전체 에너지는 동일해야 한다. (새로 생겨나는 에너지가 있으면 안된다는 사실)

 

에너지에는 운동 에너지, 위치 에너지, 열 에너지, 전기 에너지 등 많은 형태가 있는데 이들은 상호 전환될 수 있고 이때의 에너지의 총화(總和)는 일정하다. 이것을 에너지 보존의 법칙이라 하는데, 1840년대에 마이어(Julisu R. von Mayer, 1814~1878 : 독일의 의사, 물리학자)와 헬름홀츠(Hermann L.E. von Helmholtz, 1821~1894 : 독일의 생리학자, 물리학자)에 의해 확립되었다. 이것은 자연 법칙 가운데서 가장 기초적인 법칙 중의 하나이다.
원자핵의 베타 붕괴에서 보여지는 에너지의 변화 때문에 보어(niels H.D. Bohr, 1885~1962 : 덴마크의 물리학자)는 1930년에 원자핵 내에서는 에너지는 보존되지 않는다는 이론을 주장하였지만, 파울리(Wolfgang Pauli, 1900~1958 : 스위스의 이론물리학자)는 에너지는 보존되며, 관측으로는 파악하기 어려운 미지의 입자 뉴트리노가 방출된다고 생각하였는데, 오늘날 이 생각이 정확하다는 것이 확인되었다.

[네이버 지식백과]에너지 보존의 법칙 [Law of conservation of energy] (철학사전, 2009, 중원문화)

 

관성의 법칙에 따라 마찰계수가 0일경우 계속 같은 속도로 움직인다.(지구에 묶인 달의 경우 처음 움직이던 힘 그대로 움직이는 것이다.

 

하지만 만유 인력의 법칙에 따라 지구와 달이 끌어당기는 힘에 의해서 조수간만의 차이가 생긴다.

 

사람들은 이런 조수간만의 차를 이용해서 조력발전을 일으킨다.

 

그런대 말이지.. 이렇게 새로 투입되는 에너지가 없이 에너지만 계속 무한으로 생겨난다면 이거 열역학 제1법칙을 벗어나는거 아닌가?

 

마찰계수 0인 사기공간 우주로 인해 에너지가 무한으로 생겨나서 과학법칙이 깨져버리는거 아닌가라는 생각이 들었음. (또 사기공간인 우주를 이용해서 에너지를 무한으로 생산할 수 있을 것 같다는 생각도..)

 

과학자님들 이거 답변좀 부탁드려요.

 

열역학 제1법칙(first law of thermodynamics)은 보다 일반화된 에너지 보존법칙의 표현이다:

“어떤 계의 내부 에너지의 증가량은 계에 더해진 열 에너지에서 계가 외부에 해준 일을 뺀 양과 같다.”

열은 원자·분자의 역학적 에너지이므로 일종의 에너지이다. 이것을 열 에너지라고 한다. 일반적으로, 어떤 체계에 외부로부터 어떤 에너지가 가해지면 그만큼 체계의 에너지가 증가한다. 이와 같이, 물체에 열을 가하면 그 물체의 내부 에너지가 가해진 열 에너지만큼 증가한다. 또한 물체에 역학적인 일이 더해져도 역시 내부 에너지는 더해진 일의 양만큼 증가한다. 따라서 물체에 열과 일이 동시에 가해졌을 때 물체의 내부 에너지는 가해진 열과 일의 양만큼 증가한다. 이것을 열역학의 제1법칙이라고 한다.[1]

 

 

관성의 법칙아이작 뉴턴이 뻘짓 끝에 발견한 법칙 시리즈 중 첫번째 편으로, 움직이던 것은 계속 움직이고 멈추던 것은 계속 멈추려고 한다는 법칙이며 실생활에서도 적용할 수 있다.

 

 

만유인력의 법칙(law of universal gravity)란 질량을 가진 물체사이의 중력끌림을 기술하는 물리학 법칙이다.

 

조력 발전(潮力發電)은 바다의 밀물과 썰물의 차이를 이용해 전기를 생산하는 것이다. 조석현상으로 인해 해면 높이의 차이가 생기게 되고 이 과정에서 발생하는 위치에너지의 차이를 전력으로 변환하는 발전방식이다. 조석발전이라고도 한다.

기본 원리는 조류가 밀려드는 동안 수문이 열려 저수지가 채워지고, 만조(滿潮)일 때는 수문이 닫힌다. 유입한 바닷물을 높은곳의 저수지에 가두어 두었다가, 간조(干潮)와 같이 터빈을 작동시킬 만큼 충분한 낙차(落差)를 얻을 때 물을 방수하여 발전기를 회전시키는 원리이다. 즉 저수지로 흘러들어온 조류로 터빈을 작동시켜 발전하는 방식이므로 조력 발전이라고 부른다.

실제적으로는 조차가 큰 강 하구나 만에 방조제를 건설하여 조지를 만들고 방조제 안과 밖의 수위차를 이용하여 발전한다. 발전 방식은 대체로 수력 발전과 비슷하다. 위치에너지는 조지의 면적과 조차의 제곱에 비례한다.