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서기 1159년 경에

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바스카라라는 이름의 수학자가

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수은을 담은 곡선 모양의 통이 있는 [br]바퀴 도안을 그렸습니다.

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그의 생각에, 바퀴가 돌면

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통 안의 수은이 바닥 쪽으로 흘러서

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바퀴 한쪽이 늘 다른 쪽 보다 무거워지고

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그 불균형으로 바퀴가 [br]영원히 돌 거라고 추측했죠.

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바스카라의 도안은 영구기관의[br]초기 디자인 중 하나였습니다.

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외부에서 힘을 공급받지 않고도 [br]영원히 움직이는 기관이죠.

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풍차를 돌리기 위해 필요한 바람을 [br]풍차가 직접 만든다고 상상해보세요.

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또는 자기가 내는 빛으로 [br]전력을 공급받는 전구도 있겠죠.

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이런 장치들은 많은 발명가들의 [br]상상력을 불러일으켰습니다.

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이런 기관들은 인간과 에너지와의 [br]관계를 바꾸어 놓을 수 있기 때문이죠.

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예를 들자면, 어느 영구기관을 만들어서

0:01:08.999,0:01:12.829
완벽하게 효율적인 시스템의 일부로 [br]인간을 포함시킬 수 있다면

0:01:12.829,0:01:16.250
인간의 생명을 영원히 [br]유지할 수 있을 것입니다.

0:01:16.250,0:01:18.109
그런데 단 한 가지 문제가 있습니다.

0:01:18.109,0:01:20.359
작동하지 않는다는 것이죠.

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모든 영구기관에 대한 개념은

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적어도 하나의 열역학 [br]기본 법칙을 위반합니다.

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이 법칙은 물리학의 한 분야로서

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다른 종류의 에너지들 사이의 [br]관계를 정의하는 법칙입니다.

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열역학 제1법칙에 따르면 에너지는 [br]생성되거나 없어질 수 없습니다.

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처음 투입한 것 이상의 에너지가 [br]나올 수 없다는 것이죠.

0:01:41.580,0:01:45.401
이 법칙 때문에 유용한 [br]영구기관은 존재하지 않습니다.

0:01:45.401,0:01:50.381
기계는 오직 자신이 받은 만큼의 [br]에너지만 생산할 수 있기 때문이죠.

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자동차 시동을 걸거나 휴대폰을 충전할 [br]전력이 새로 나오진 않을 것입니다.

0:01:54.751,0:01:59.211
하지만 기계가 계속 움직이게만 [br]하는 것은 어떨까요?

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발명가들은 여러 아이디어를 제안했죠.

0:02:02.221,0:02:06.751
그 중 몇몇은 바스카라의 불균형 [br]바퀴를 변형한 것이었습니다.

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굴러가는 공이나 회전 막대에 달린 [br]추를 이용하는 방법이지만

0:02:11.582,0:02:13.241
어느 것도 작동하지 않습니다.

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이동하는 부분은 바퀴의 한쪽을 [br]무겁게 만들기도 하지만

0:02:16.081,0:02:21.243
무게 중심을 회전축보다 [br]아래쪽으로 옮기기도 합니다.

0:02:21.243,0:02:22.753
무게중심이 낮아지면

0:02:22.753,0:02:26.052
바퀴는 그저 진자처럼 [br]앞뒤로 왔다 갔다 하다가

0:02:26.052,0:02:28.105
멈추어 버립니다.

0:02:28.105,0:02:30.372
그렇다면 달리 접근해볼까요?

0:02:30.372,0:02:33.692
17세기에 로버트 보일은 [br]새로운 아이디어를 생각해냅니다.

0:02:33.692,0:02:36.413
스스로 물을 공급하는 항아리죠.

0:02:36.413,0:02:37.873
그의 이론에 따르면

0:02:37.873,0:02:42.032
액체와 물체 표면 사이에 발생하는 [br]인력인 모세관 현상에 의해

0:02:42.032,0:02:44.853
가는 관 속으로 물이 빨려 올라가면서

0:02:44.853,0:02:49.463
그릇에서 물이 끊임없이 순환하도록 [br]할 수 있다는 것입니다.

0:02:49.463,0:02:53.013
하지만 만약 모세관 활동이 중력을 극복하고

0:02:53.013,0:02:54.733
물을 빨아올릴 정도라면

0:02:54.733,0:02:59.294
물이 다시 그릇 안으로 [br]떨어지는 것도 막을 것입니다.

0:02:59.294,0:03:03.485
자석을 사용한 경우도 있습니다. [br]이 한쌍의 경사로와 같이 말이죠.

0:03:03.485,0:03:07.364
꼭대기의 자석에 의해 [br]공이 위로 끌려올라갔다가

0:03:07.364,0:03:09.175
구멍으로 떨어집니다.

0:03:09.175,0:03:11.352
이 순환이 반복되는 것이죠.

0:03:11.352,0:03:14.396
스스로 물을 채우는 항아리처럼 [br]이 장치도 실패합니다.

0:03:14.396,0:03:18.176
자석이 공을 꼭대기에 [br]붙잡아 놓기만 하기 때문이죠.

0:03:18.176,0:03:20.435
어떻게 해서 작동한다고 하더라도

0:03:20.435,0:03:23.176
시간이 흐르면 자석의 세기가 줄어들어

0:03:23.176,0:03:25.897
결국은 작동을 멈추게 됩니다.

0:03:25.897,0:03:28.431
이런 영구기관들이 계속 작동하려면

0:03:28.431,0:03:30.745
추가적인 에너지를 만들어서

0:03:30.745,0:03:34.076
장치가 멈추는 경계점을 [br]뛰어넘어야 합니다.

0:03:34.076,0:03:37.596
열역학 제1법칙을 위반하는 것이죠.

0:03:37.596,0:03:39.687
몇몇은 작동하는 것처럼 [br]보이는 것도 있습니다.

0:03:39.687,0:03:43.148
하지만 실제로는 하나같이 에너지를

0:03:43.148,0:03:46.177
외부에서 끌어오는 것으로 드러납니다.

0:03:46.177,0:03:48.707
비록 기술자들이 열역학 [br]제1법칙을 위반하지 않는 기계를

0:03:48.707,0:03:51.618
설계할 수 있다고 하더라도

0:03:51.618,0:03:56.387
여전히 현실에선 작동하지 않습니다. [br]열역학 제2법칙 때문이죠.

0:03:56.387,0:03:58.118
열역학 제2법칙에 따르면

0:03:58.118,0:04:03.345
마찰 등의 과정에서 [br]에너지가 분산됩니다.

0:04:03.345,0:04:05.677
실제 영구기관은 움직이는 부분이나

0:04:05.677,0:04:08.562
공기 또는 물 분자와 [br]상호작용하게 될 것이며

0:04:08.562,0:04:12.348
약간의 마찰과 열을 발생하게 됩니다.

0:04:12.348,0:04:14.635
이는 진공 상태에서도 마찬가지죠.

0:04:14.635,0:04:16.998
그 발생된 열이 바로 [br]에너지 손실입니다.

0:04:16.998,0:04:18.561
그 때문에 에너지가 계속 소실됩니다.

0:04:18.561,0:04:21.488
장치를 움직일 수 있는 [br]에너지의 양이 줄어들게 되고

0:04:21.488,0:04:25.248
결국 장치는 작동을 멈추게 됩니다.

0:04:25.248,0:04:27.769
지금까지 이 두 가지 열역학 법칙들이

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영구기관에 대한 모든 아이디어와

0:04:31.299,0:04:36.449
완벽한 효율적 에너지 생산의 [br]꿈을 방해하였습니다.

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하지만 영구기관은 절대로 없다고 [br]단정짓기는 어렵습니다.

0:04:41.508,0:04:43.919
왜냐하면 우주엔 아직도 [br]우리가 모르는 것들이

0:04:43.919,0:04:46.420
너무나 많기 때문이죠.

0:04:46.420,0:04:49.313
어쩌면 전혀 새로운 형태의 [br]물질을 발견해서

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열역학 법칙을 수정해야 할지도 모릅니다.

0:04:53.340,0:04:58.600
아니면 양자 단위에선 [br]영구기관이 있을지도 모르죠.

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확신할 수 있는 것은 우리가 연구를 [br]멈추지 않을 것이란 사실입니다.

0:05:03.730,0:05:08.211
현재로서는 진정으로 영구적인 것은[br]우리의 탐구뿐인 것 같습니다.