열에너지가 운동에너지 일 리 없잖아, 무리무리! (※무리가 아니었다?!)

들어가기에 앞서, 

아래 내용은 고등학교 물리 혹은 일반물리학 수준의 열역학 입문자을 대상으로 한 내용이므로 멋쟁이 전공자맨들에게는 도움X잖슴~~ 

만약 열역학민수가 뽈롱나타나서 댓글로 내용을 보충 해 주신다면 너무너무너무 왕감사잖슴~~

열에너지가 운동에너지 일 리 없잖아, 무리무리! (※무리가 아니었다?!)

  1. 서론

열역학에서 열에너지(thermal energy)는 온도 덕분에 시스템의 내부에 존재하는 에너지를 의미한다. …... 미시적으로, 열에너지와 운동 에너지는 원자, 분자, 전자 또는 입자 일수 있는 시스템 구성 입자의 에너지를 모두 포함할 수 있다. 이것은 큰 입자의 유형에서 개별적으로 임의 또는 무질서한 움직임에서 비롯된다. 이상적인 단원자 기체에서, 열에너지는 전적으로 운동 에너지이다. 열과 열에너지는 엄연히 다른 것으로 열은 에너지의 전달방식이지만 열에너지는 에너지의 한 종류이다.)

어쩔위키피디아

  저가요 열역학을 처음 공부할때 느꼈던 느낌이 뭐였냐면요, 이게 무슨 양자역학도 아닌 것이 왜이렇게 일상이랑 동떨어져서 와닿지를 않는 것이지 하는 느낌이었거든요? 제가 전공이 물리학도 아니고 기계공학도 아니니까 이해력이 부족했던 것도 있지만 말이죠옹…

아무튼 그래서 학생들 과외나 열역학 찍먹하는 친구들에게 어떻게 알려줄까 고민하다가 혼자 생각해봤던 아이디어랍니다?

그래서 온갖 모순과 비약이 있을 수 있지만? 그래도 나처럼? 열이 뭔지도 모르고? 열역학을 공부하는 분들께 미약한 도움이라도 드리고자?

주제넘은? 게시글을 작성해보고자 합니다?

  2. 열에너지=개염병떨기

Fig.1 개염병떨기의 좋은 예

  위의 플레이 영상에서 무슨 블럭에 쇳물이라도 부어 놓았는지 마리오가 너무 뜨거워 하는 것 같습니다?

열에너지가 뭐라고 생각하세요? 원자 사이의 호흡? 화합? 

열에너지는요, 간단하게는 내가 보고자 하는 계가 얼마나 개염병을 떨고 있는지 나타내는 정도입니다? 

이보다 더 염병떨지 않을 수는 없다 = 0K 입니다? 절대영도입니다?

Fig.2 지혼자 여러가지 염병을 하는 앙큼한 모어쌍분자의 상상도

그래서 모어쌍 같은 경우를 예시로 들자면, 염병을 떨다 떨다 못해서 지혼자 날아가버리는 것이 모어쌍이 끓어버리는 것이 되는 것이지용~?

Fig.3 안녕히계세요 여러분을 시전하는 모어쌍들의 상상도

 근데 주전자에 담아 놓은 물분자는 너무너무 많이 있으니까 수 많은 입자가 함께 염병떠는 모습을 보면 좋겠는데용?

Fig.4 금세 달아오르고 식어버리는 입자들의 상상도

거의 염병하지 않고 있다가 붉은색으로 열에너지가 증가하는 모습을 나타내어서 수 많은 입자들이 매우 염병하는 모습을 나타냇 것입니다?

이로써 우리는 열에너지가 어떤 것인지 대충 알게 되었지용~? 

위의 Fig.4 처럼 구성 입자들이 너나할것 없이 개염병떨기 하는 상태가 열에너지가 많은 상태입니다?

  3. 철구대회전과 운동에너지

Fig.5 ??? : 이 인간 연사쓰나봐

장거한이라는 캐릭터인데용~? 오늘 이 털보+대머리가 맡은 역할이 많습니다?

일단은 저렇게 뭔가 빙글빙글 돌리는 모습이 필요해서 가져왔습니다? 약손이나 강손을 연타하면 저렇게 철구를 마구 돌리는 기술의 이름이 철구대회전입니다? 대체 지금 이게 왜??

Fig.6 철구대회전의 회전운동에너지의 상상도

회전도 에너지를 갖기 때문이죵? 저 철구는 빙글빙글 돌고만 있는 것 같지만 에너지를 갖고 있는 것이랍니다? 

운동에너지를 갖고 있는 것이지요? 어째서 어떻게 운동에너지를 갖고 있는 것인지는 개인 프라이버시기에 말하지 않겠습니다?

  4. 고도로 발달?한 염병떨기는…

  이제 운동에너지의 개념과 열에너지를 합치고 싶은데말이죠옹… 이렇게 상상을 해보면? 어떨까요?

장거한이 철구대회전의 요정이 되어서 눈에도 보이지 않는, 말도 안되지만 분자보다 작고 투명한? 장거한이라고? 생각해봅시다?

그러면 고도로 발달한 염병떨기를 바로 보여드리겠습니다?

Fig.7 고도로 발달한 염병떨기의 상상도 (feat. 작고 투명한 장거한)

빙글빙글 오와 열을 맞춰 도는 모습이 아주 귀엽습니다? 마음같아서는 장거한 100x100으로 만들고 싶었지만? 모바일 용량이 대폭발을 할 수 있기 때문에? 저도 많이 참았다는 것이죠옹?

만약 장거한 혼자서 철구 한 개를 돌리고 있다가, 고도로 발달한 염병떨기 마법을 사용해서 철구를 수 많은 개수로 쪼개서(1조x1조 이상의 스케일? 그 이상의?) 원자단위로 각각 분해하고 그 가루로 된 철구 입자 하나 하나를 작고 투명한 셀 수 없이 많은 장거한이 아주 미세하게 빙글빙글 돌리고 있다고 생각하면?"

Fig.8 (ㅂㄷㅂㄷ)

아까 처음에 보았던, 위와 비슷한 모습이 되겠지용~? 완전히 같다는 말은 아녀유 각각의 입자가 랜덤하게 진동한다는 개념을 산다고 보는 겁니다? 

(실제로는 Fig.7처럼 정갈하게 운동하고 있지 않습니다? 절대절대요)

  5. 무리가 아니었다?!

  그러면 장거한은 처음에 분명 혼자서 철구대회전을 시전하여 회전운동에너지를 가지고 있었는데? 

별안간? 극미세계의 수조x수천억개의 가루철구와 그 각각의 철구를 진동시키는 프리티 장거한들로 인해서 마치 열에너지 인 것 처럼 되었습니다?

그럼 우리가 뜨겁다고 느끼는 열에너지는 사실은? 뜨거울수록? 그 계를 구성하는 입자, 원자, 분자들이 랜덤하게 매우 염병떨기 하고 있는 상태 겁니다? 

Fig.9 에너지의 단위 J

“아~ 그래서 운동에너지도 Joule이고 열에너지도 Joule이구나~? 어차피 같은 에너지 친구들이니까?”

"다같이 묶여서 한가지 운동을 하는지, 개별 입자가 무질서하게 운동하는지 차이일 뿐??"

장거한아 고맙다! 

  6. 맺음말

 저가 계속 염병이라고 표현했던 열에너지는 여러가지 방식(전도, 대류, 복사)을 통해 전달되고 그 입자의 진동이 나의 피부의 입자들까지 입자 단위로 한 땀 한 땀 랜덤하게 진동시키게 된다면? 감각신경 세포들이 그것을 감지하고 뇌로 신호를 보내서 따뜻하다 혹은 뜨겁다는 감각을 느끼게 하는 것이지요? 

  사실 이 설명에는 많은 가정들이 생략되어 있습니다? 입자들을 진동시켜주는 장거한요정 같은 것은 없고요?? 지들끼리 여러가지 인력으로 서로간의 거리를 유지하고 있을 뿐이고? 그리고 일단 가장 먼저 단원자이상기체라는 가정이 필요합니다? 왜냐면요…

Fig.10 혼자서도 가능한 다채로운 염병을 제시하는 물분자의 상상도

Fig.11 ㅂㄷㅂㄷ하는 꽤 큰 분자 '한 개'의 상상도

위의 그림에 나타난 것 처럼 각각의 분자가 완벽한 구형이라고 볼 수 없고요, 분자가 커지면 커질수록 여러 상호작용이 매우 복잡해지기 때문이지용~? 근데 어차피 일반물리학 수준에서는? 2원자이상기체 예제만 나와도? 포기하는 용기를 내는 사람들이 많이 때문에? 이런 복잡한 내용들은 그냥 그런갑다 하시면 될 것 같습니다? 왜냐면 저도 모르니깐요? 과하하하하하학!!  

  저는 이 곳 궤도사령부의 초 우수하신 박사님, 엔지니어님, 교수님들에 비하면 배움이 미천한 사람이지만? 제가 지인들과 함께 열역학을 공부할 때 조금 더 현실에 와닿게 이해하는 방법이 없을까 생각하다가 이렇게 설명해 주었던 것이 생각나서? 혹시 물리1, 물리2, 일반물리학을 공부하실 때 열에너지 개념을 체감? 체득?하시기 어려웠던 분들께… 부족한 글솜씨지만 도움이 되셨으면 좋겠습니다?

열역학에서 열에너지(thermal energy)는 온도 덕분에 시스템의 내부에 존재하는 에너지를 의미한다. …… 미시적으로, 열에너지와 운동 에너지는 원자, 분자, 전자 또는 입자 일수 있는 시스템 구성 입자의 에너지를 모두 포함할 수 있다. 이것은 큰 입자의 유형에서 개별적으로 임의 또는 무질서한 움직임에서 비롯된다. 이상적인 단원자 기체에서, 열에너지는 전적으로 운동 에너지이다. 열과 열에너지는 엄연히 다른 것으로 열은 에너지의 전달방식이지만 열에너지는 에너지의 한 종류이다.)

제 게시글을 읽으신 것이 한국어 위키피디아의 열에너지 문서를 이해하는데에 1%라도 더 도움이 되셨기를 바라봅니다?