화학적에너지
7-1-4 |
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화학적에너지 |
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화학적 에너지로 계산하면 태양의 나이가 6000살밖에 안된다. |
19세기 후반에는 태양이 석탄과 같은 화학에너지가 타면서 빛이 난다고 생각하였는데
그런 식으로 태양의 나이를 계산하면 많아야 6000년 정도밖에 태양이 탈 수 없어요.
따라서, 화학에너지가 태양에너지가 될 수없다는 결론이 나옵니다.
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중력 수축에 의해 태양이 불탄다는 것입니다. |
20세기 초 영국의 물리 학자 켈빈은 태양의 에너지원은 중력에너지라고 했습니다.
중력수축에 의해 태양이 오그라들면 위치에너지가 감소하며 이 감소한 위치에너지가
운동에너지로 변하면 물질들의 운동속도가 빨라져 서로 맹렬히 부딪혀 열을 내게되어
태양의 내부 온도가 올라가 많은 태양 복사에너지가 방출된다는 이론입니다.
이 이론으로 계산해보면 현재 태양이 방출하는 에너지를 감당하기 위해서는 엄청난
수축이 있어야 하며 그런 수축을 하면 태양은 수천만년 정도의 수명을 가질 수밖에
없다는 모순된 결론이 나옵니다. 따라서, 중력에너지도 태양의 에너지원이 아닙니다.
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태양은 거대한 수소핵폭탄입니다. |
아인슈타인이 에너지 등가의 원리를 발표하였습니다. 질량이 에너지로 변한다는 이론입니다.
질량에 빛의 속도의 제곱을 곱한만큼 에너지가 생긴다는 이론이죠. 공식은 다음과 같아요.
E = mc²( E ; 에너지, m ; 질량 , c ; 빛의 속도 )
많이 본 적이 있는 공식일 것입니다.
1912년 영국의 물리학자 에딩턴은 태양 내부의 고온 고압에서 수소 원자핵들이
격렬히 충돌하여 헬륨 원자핵을 만들면서 막대한 양의 에너지가 만들어진다고
주장하였어요.
1939년 독일계 미국 물리학자 베테가 에딩턴의 주장을 증명하였습니다.
1000만도의 고온에서 수소 원자핵 4개가 융합(합쳐지기)하여 1개의 헬륨원자핵을
만드는 수소핵 융합 반응을 발표한 것입니다.
베테의 이론에 따르면 수소핵 융합 반응을 하면 0.71 % 의 질량이 모자라는데
이 모자라는 질량을 질량결손(질량이 사라짐)이라고 합니다.
질량결손된 양만큼에 빛의 속도 제곱을 곱한만큼 에너지가 만들어 지는 것이죠.
태양 총질량의 73 %가 수소이므로 앞으로 약 100억년간 태양은 수소핵 융합 반응을
계속할 수 있습니다. 결국 태양의 에너지원은 수소핵 융합반응 이었던 것이죠.
수소가 다 타고나면 1억도에서 헬륨핵 융합반응이 일어나 태양이 불타고
탄소와 산소가 남게 됩니다. 탄소도 핵 융합반응을 하여 태양은 계속 타게 될 것입니다.