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양조업자 줄(Joule)이 과학의 역사를 바꾼 논문 “전자기의 칼로릭 효과와 열의 역학적 값에 대해(1843)“ 초판.

무열이 서로구독 구해요 2023. 4. 8. 22:07
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민태기님글 ㅡ 양조업자 줄(Joule)이 과학의 역사를 바꾼 논문 “전자기의 칼로릭 효과와 열의 역학적 값에 대해(1843)“ 초판. 이 논문의 시작은 양조장의 증기기관을 전기모터로 바꾸려다 떠 올린 생각이었다.
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논문의 첫 부분부터 그는 열이 물질(substance)가 아니라 상태(state)라고 선언하며 도발을 시작한다. 대화학자 라부아지에의 칼로릭 유체에 정면으로 도전한 것이고, 카르노의 열기관 이론도 칼로릭 유체에 기반했기 때문이다.
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게다가 사진의 하단부에 보이는 펠티어가 이미 열과 전기가 상호 전환 가능하다고 보였기에, 줄은 펠티어의 실험이 자신의 이론을 뒷받침한다고 생각했지만, 학계는 양조업자의 이야기에 주목하지 않았다.
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상심한 그를 이끌어 준 사람은 알프스에서 우연히 만난 윌리엄 톰슨(켈빈경)이었다. 양조업자와 물리학자의 콜라보는 줄-톰슨 효과로 이어지고, 이렇게 칼로릭 유체는 역사 속으로 사라졌다.
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한편, 줄의 멘토는 돌턴이었고, 줄은 돌턴의 뒤를 이어 ‘맨체스터 문학 철학 모임’을 이끌었다. 줄은 나중에 맨체스터 대학에 새로 부임한 젊은 교수 오스본 레이놀즈(Osborne Reynolds)를 이 모임에 끌어들여 적극 후원했다. 줄의 후원으로 레이놀즈는 ‘난류’라는 유체역학 역사에서 가장 기념비적인 업적을 만들어낸다. ‘난류(turbulence)’라는 용어는 줄과 콤비였던 윌리엄 톰슨이 붙였다. 많은 학자들이 유체역학에서 도망가는 결정적인 계기가 이렇게 만들어졌다. 줄이 사망하자 레이놀즈는 줄의 일대기와 논문집을 출판했다(두번째 사진).
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TMI) 줄이 활동하던 맨체스터는 신흥 공업도시였고, 줄과 같은 상공업자 중에는 엥겔스가 있었다. 줄의 논문에 주목한 엥겔스는 런던에 망명중인 마르크스에게 줄의 이론을 소개하며, 열이 다른 에너지로 전환되듯이 화폐가 상품으로 전환되는 아이디어를 제안한다. 이렇게 탄생한 책이 <자본론>이다.
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