안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
열역학 제1법칙은 고립된 계의 총 에너지는 항상 일정하다고 말합니다. 쉽게 설명하자면, 에너지는 사라지거나 생기지 않고, 한 형태에서 다른 형태로만 변환될 뿐이라는 뜻입니다. 예를 들어, 물체를 가열하면 열 에너지가 증가하고 동시에 내부 에너지가 증가합니다. 반대로, 물체가 일을 하면 내부 에너지가 감소하고 주변 환경으로 열 에너지가 방출됩니다. 열역학 제1법칙은 열기관, 발전소, 냉장 시스템 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다. 또한, 이 법칙은 영구 기관의 불가능성을 증명하는 데에도 사용됩니다. 영구 기관이란 주변에서 에너지를 얻지 않고 지속적으로 일을 수행하는 가상의 기계입니다. 열역학 제1법칙에 따르면, 고립된 계의 에너지는 일정하므로 영구 기관은 존재할 수 없음을 알 수 있습니다.