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전기공학생인데요 발표수업에서 가역정리에 관해서 프레젠테이션해요.
주제가 가역정리의 원리와 실생활의 용도 그리고 단점 장점에 관해서인데요.
자료 찾기가 엄청 힘드네요. 도서관 뒤져봐도 안나오고.
일단 원리는 알겠고 이것이 축전기 리튬이온전지등 2차 전지에서 쓰이는 건 알겠는데
구체적으로 어떤 원리인지 잘 모르겠어요.
보통 화학반응으로 설명해주시는데 회로이론으로 설명해주실 수 있나요?
그리고 이것의 장점과 단점은 뭐가 있을까요.
자세한 설명 부탁드릴게요
전기공학과라면 위에서 말한 가역성(reversible)과는 조금 다를 겁니다. 저는 과거에 가역 정리라는 용어보다는 상반 정리(reciprocity theorem)라는 용어로 배웠고, 그것으로 대학교 신입생 시절 물리 실험 시간에 전자기 유도 실험을 실시했던 기억이 있네요.
상반 정리는 A점에 x(작용)를 가해서 B점에서 F(결과)가 나온다면, B점에 F(작용)를 가할 경우 A점에서 x(결과)가 나온다는 정리입니다. 전기가 자기가 되고, 자기를 가지고 전기를 만들어 낼 수 있는 원리가 바로 상반 정리입니다. 따라서 전류와 전압의 관계, 또는 전류의 세기에 따라 더 강한 자기장이 만들어지는 관계를 떠올리면 됩니다. 즉, 전자기학의 원리에 따라 터빈이 자기장 코일 사이에서 회전하면 전류가 흐르고, 또 그 전류를 이용하여 전류의 강도에 비례하여 자기장을 만들어낼 수 있다는 사례를 생각하면 되겠죠.
장점과 단점이라면, 장점은 전기력과 자기력이 융합되어 얻은 엄청난 혜택을 생각하면 되고, 단점은 완벽한 상호 전환이 어렵고 일정 부분 손실이 발생할 수 밖에 없다는 것이 되겠죠.
화학 축전지 등으로 응용하는 사례까지는 전공자가 아니어서 잘 모르겠습니다.
이미 다른 분들이 언급한 내용이지만 완벽한 가역변화는 기대하기 어렵지만 가역 비가역의 원리는 생활 전반에 걸쳐서 이용되고 있습니다.
모터 - 발전기, 전기 - 열, 전기 - 빛 같은 전기 분야는 효율이 낮은 편인 것 같고요,
화학 분야는 그래도 효율이 좋은 편인 것 같습니다.
참고로 화락전지의 원리에 대한 간단한 설명이 있더군요
http://www.cyberschool.co.kr/html/text/chm/chm552.htm
또한 제가 알지는 못하는 회사지만 배터리 만드는 회사에 자료가 좀 있더군요
http://www.smartinfo.co.kr/support/tech_list.html
가역성(reversible)이라는 것은 엄밀히 말해 엔트로피의 증가 없이 반응을 일으킬 수 있는 능력입니다.
모든 반응은 에너지 '가치'의 하락을 가져오는데, 반응 전후의 에너지 총합은 같지만 에너지의 가치의 총합은 달라지게 되고, 이를 비가역성이라 합니다. 한마디로 말해 가역성이라는 것은 현실에서는 불가능하다는 뜻이죠. 아주 특별하게 조정된 한정된 상황에서는 가역성에 가까운 반응이 일어날 수도 있고, 겉보기에 가역 반응처럼 보이는(즉, 되돌릴 수 있는) 현상도 있을 수 있지만, 이는 모두 그 대상이 아닌 주변의 에너지 가치가 하락하면서(엔트로피가 상승하면서) 일어나는 일입니다.
...라고 적고 보니 뭔가 원하는 방향이 다르군요. 회로이론 쪽은 잘 몰라서 그에 관련된 답은 힘들 것 같네요.
일단 가역성의 장점이라면 영구 동력 장치(회로라면 외부 전원이 불필요하겠죠. 발열도 없을 테고.)가 가능하다는 점이 있겠고, 단점이라면 불가능하다는 걸까요. (...)