이런 경우 에너지 불변의 법칙이 맞나요?
중딩생이 물어보네요
물레방아에 떨어지는 낙수를 가지고 전기를 만든 양과 떨어진 물을 다시 퍼 올리는 필요한 전기의 양은 같다!
이게 맞나요? 에너지는 쓴 만큼 또다른 에너지로 전환되어 불변한다고 얘기하는데..
성인인 저도 잘 모르겠네요. 한편으로는 부끄럽기도 하고...ㅎㅎ
에너지 보존 법칙에 의해 낙하된 물의 위치에너지가 전기 에너지로 전환됩니다.
다만 실제로는 에너지 전환에는 열손실이 동반되므로
물의 위치에너지가 100퍼센트 전기에너지가 되는 것은 아닙니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
평소에 다른 곳에 신경을 많이 쓰기 때문에 잘 모를 수 있으며 모르는 것은 절대 부끄러운 것이 아닙니다. 알려고하는 자세가 본받을 만한 자세인 것이죠.
아주 이상적으로 마찰이나 저항력을 무시하게 된다면, 낙수가 물레방아를 회전시키며 생성해낸 전기 에너지는 물이 낙하하여 감소한 중력 에너지와 같습니다. 전기 에너지를 생산해 내기 위해서는 물레 방아를 돌려 발전기를 가동시켜야합니다. 이 물레방아를 돌리는 방법은 사람이 손으로 돌리며 일을 가하는 방법도 있지만, 자연에서 만들어지는 물 높이 차를 이용해 물이 낙하함을 이용할 수도 있습니다. 물이 낙하하는 것은 중력에 의해 낙하하는 것이고, 높이 있던 물의 중력 에너지가 낮은 곳으로 이동하면서 감소하게 되죠. 이 감소된 양만큼 전기에너지가 생산된다고 생각하시면 됩니다.
하지만 현실적으로는 마찰과 저항 소리의 발생 등이 작용하기 때문에 물이 낙하하여 떨어진 중력에너지는 소리에너지 저항에 의한 손실 마찰에의한 손실 등이 발생하기 때문에 온전히 다 전기에너지로 전환되지 않고 일부만 전환됩니다.