김영훈  | 퍼플

15,800원  | 20220101  | 9788924090291

열역학은 물리의 한 분야이다. 화학산업 분야에 활용하기 위하여 화공열역학이 등장했으며, 뿌리가 물리이기에 물리에서 사용하는 언어를 익혀야 한다. 바로 수학이다. 언어를 익히기 위해서는 거부하지 말고 자주 보고 사용해야 한다. 반복하여 익히다 보면 기타 코드가 손에 익듯이 자연스럽게 받아들일 수 있게 된다. 수학이라는 언어는 수십 페이지 설명을 단 한줄로 압축할 수 있는 훌륭한 압축력도 지녔다. 다음을 살펴보자. 분자의 운동에너지와 결합과 같은 포텐셜에너지로 구성된 내부에너지를 지니고 있다. 이들은 물질을 이루는 기본이 되며, 질량을 유지한 채 운동에너지, 위치에너지, 열 에너지, 광 에너지 등으로 변환할 수 있다. 또한 운동에너지나 복사 에너지도 질량을 갖는 입자로 변할 수 있다. 따라서 보존법칙에 의해 지속적인 에너지로의 변환에 대한 근원은 질량에서 나오는 것으로 질량과 에너지는 상호 변환될 수 있다. 이를 질량-에너지 등가라고 한다. 다만 물질로부터 에너지를 추출하는 능력이 제한적이라서 극히 일부의 에너지만을 물질로부터 뽑을 수 있다. 나무라는 물질을 태워서 열에너지를 얻듯이 말이다. 이를 한 줄로 줄이면, E=mc2이다. 이처럼 수학은 엄청난 압축력과 함께 간결한 직관을 보여준다. 여기서 내가 하고자 한일은 압축된 파일을 열어서 여러분에게 보여주려는 것이다. 왜 그러한 수식이 등장했고, 무엇을 의미하며, 원래는 무슨 의도로 사용되었고, 또 다른 활용처는 없는지에 관해 설명하려고 했다. 처음에는 그냥 그러려니 하고 지나가라. 수식이 난무하더라도 무소의 뿔처럼 그냥 지나가라. 다시 방문해서 보다 보면, 그리고 머릿속으로 그 수식이 주는 의미를 계속 되새김질 하다보면 식이 주는 고유의 맛을 느낄 수 있게 된다. 그럼 그 수식은 더 이상 외계어가 아닌 소통의 언어가 될 것이고 자유롭게 사용할 수 있게 된다. 수학이라는 언어는 이래서 필요하다.

김영훈  | 퍼플

13,700원  | 20220101  | 9788924090307

이 책의 목적은 간단하다. 질문을 통한 열역학에 관한 개념을 이해하고, 그렇게 갖춰진 개념을 통해 세상의 자연현상을 열역학을 통해 이해해 보자는 것이다. 전공자에게는 내용이 쉬울 수 있다. 그리고 내가 잘 못 이해하고 있는 부분도 있을 수 있다. 열역학 2법칙에 관한 켈빈과 클라우시우스의 서술은 완전히 다르지만 하나의 법칙의 서로 다른 표현일 뿐이기에 틀렸다고 할 수 없다. 일반인은 열역학을 통해 자연현상을 어떻게 이해할 수 있는지 그냥 느꼈으면 한다. 일부 등장하는 공식은 잊어도 된다. 책은 열역학에 등장하는 4가지 법칙의 순서로 기술했다. 열적평형과 온도(열역학 0법칙), 보존과 상평형(열역학 1법칙), 방향성과 엔트로피 (열역학 2법칙), 한계와 그 너머(열역학 3법칙). 해당 챕터마다 해당 법칙이 등장하게 된 역사를 살피고, 관련 하위 개념과 실사례들을 들고자 했다. 과학을 공학, 이학을 하는 사람들만의 전유물로 생각하지 말고 자연을 이해하고 사회를 이해하는 도구로 바라봤으면 한다. 엔트로피에 관한 내용은 열역학에서만 사용되는 것이 아닌, 환경, 사회, 경제 문제를 이해하는데도 사용되고 있을 정도로 이는 하나의 패러다임으로 자리 잡았다. 그렇기에 열역학에 관한 열적평형, 보존, 방향성의 법칙은 한 분야에 국한된 것이 아닌 세상을 보는 눈으로 이해되어야 한다. 그러길 바란다. 욕심이 있다면, 열역학뿐만 아니라 양자역학에 관한 관심도 갖길 바란다. 원자에서부터 우주에 이르기까지 세상 삼라만상을 이해할 수 있는 정말 훌륭한 도구가 거기에 있다. 수학은 자연을 설명하기 위한 도구이다. 물리라는 체계를 이용하여 화학도 설명이 된다. 그들의 교집합에 열역학이라는 더 좋은 장치가 있다. 이를 적극 이용하여 열과 관련된 현상을 이해하길 바란다.