열역학 제1벅칙,2법칙

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열역학 제1벅칙,2법칙

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◎배경
에너지 원리, 즉 힘의 일원성(一元性)과 보존 원리의 싹은 18세기까지 거슬러 올라간다.
물론, 최초의 암시를 찾는다면 훨씬 먼 옛날로 거슬러 올라가야 한다. 열역학 제 1법칙, 즉 에너지 보존 원리의 역할에서 탄생하여 처음에는 역학에만 한정되었다.
그런데 열이 불가량적인 열소(熱素)라는 것으로 이루어진 것이 아니라 극소 미분자의 운동과 관계가 있다는 인식이 등장하면서 역학과 불가량 물질(不可量 物質)의 물리학 사이에 다리가 놓여졌다.
그리고 일단 열이 운동의 한 발생한다는 사실도 분명해졌다.
열역학에서 기계적 에너지와 열에너지와의 관계를 정량적으로 정밀하게 측정하고, 일과 열의 상호 전환을 명확히 증명하려고 사람들은 1850년대에 독일의 마이어(Jlius Robrt Meyer, 1814-78)와 헬름홀츠(Hermann Helmholtz, 1821-94)및 영국의 줄(James Prescott Joule, 1819-90)이었다.
마이어는 힘의 보존 원리를, 줄은 실험적 증명을 통해 열과 일은 동일한 하다는 이론은 완성하였다.
마이어도, 줄도 열은 역학적 일로 변환될 수 있으며 그 역도 가능하다고 단언했다. 그 역도 가능하다고 단언했다.
두 사람은 독립적으로 자연에서 언제 어떠한 경우에도 변환은 될 수 있지만 파괴되지 않는 어떤 본질이 존재한다고 주장했다.
그들은 현대의 열의 개념을 완성했고 에너지 보존이라는 현대과학의 원리도 생각해 냈다. 헬름홀츠는 영구기관 불가능의 원리를, 클라우지우스(Rudolf Emmanuel Ciausius, 1822-88, 독일)는 마이어, 줄, 헬름홀츠가 창조한 이론을 완성하였다.
마이어(Robert Mayer)는 1842년 열대 지방 사람들의 정맥혈이 유럽 사람들보다 매우 붉은 색깔을 띠고 있음을 관찰하고, 이는 체온을 유지하는 데 필요한 음식물의 산화가 적어 혈액에 산소가 더 많이 포함되었기 때문이라고 생각했다.
나아가 인간이 활동하는 데 필요한 근육의 역학적 에너지도 음식물의 산화에서 온다고 단정지었다.
헬름홀츠(Helmholtz)도 '동물은 그 에너지를 음식물에서만 얻고, 음식물의 화학 에너지는 그것과 같은 값의 열과 역학적 에너지로 변한다.'고 생각하였다.

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