'럼포드의 열 이론'이란?

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열에 대한 ‘럼포드(Rumford) 이론’

 

 

열은 태양에서도 오고, 물체를 태워도 발생하며, 나무토막을 서로 비빌 때(마찰할 때)도 생겨난다. 18세기의 과학자들은 ‘열이 도대체 무엇인지’에 대해 연구하기 시작했다. 일부 과학자는 “열이란 칼로릭(caloric 열)이라 부르는 물질이 흐르는 것이다. 모든 물질은 얼마간의 칼로릭을 가지고 있으며, 칼로릭을 방출하고 나면 온도가 내려가고, 물체에 칼로릭을 공급하면 온도가 올라간다.”고 상상하기도 했다. 그러나 이런 이론으로는 “마찰하면 왜 열이 발생하는가?”에 대해 설명할 수 없었다.  

 

미국에서 태어난 물리학자 벤저민 톰슨(Benjamin Thomson 1753-1814)은 군사용 폭약과 대포 제조에 관여했다. 미국의 독립전쟁(미국의 혁명전쟁 1775-1783)이 일어나자, 1776년에 그는 영국으로 가서 살았으며, 독일에서도 연구를 했다. 독일에 있던 1798년, 대포의 총신에 구멍을 뚫을 때 엄청난 열이 발생하자, 톰슨은 총신을 물탱크에 담근 상태로 말의 힘을 빌려 천공기(穿孔機)를 돌려 총신에 구멍을 뚫었다. 약 2시간 반 작업을 계속하자 물탱크의 물이 드디어 끓기 시작했다. 어떤 연료도 사용하지 않고 많은 양의 물이 끓도록 한 것이다.

 

‘럼포드(Rumford) 백작’으로 불리던 톰슨은, 이 실험을 공개한 후, 칼로릭설을 부정하고, ‘럼포드 열 이론’(Rumford's Theory of Heat)이라 불리는 열에 대한 새 이론을 내놓았다.

 

“기계적인 일은 열로 변환될 수 있다. 열이란 입자가 운동하는 에너지이다.”

 

벤저민 톰슨은 발명가로서 열과 관련된 여러 가지 발명을 했으며, 훗날 열량을 측정하는 칼로리미터를 발명하기도 했다. 그는 빛의 밝기를 측정하는 광도계를 발명하기도 했다. 벤저민 톰슨은 '현대 열역학 선구자'로 불리고 있다.

 

 

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