에너지 효율과 영구 기관

장치별 에너지 전환 효율을 비교하고, 왜 영구 기관이 불가능한지 3D 실험과 Sankey 다이어그램으로 함께 확인해 보세요.

핵심 원리

에너지 효율은 공급한 에너지에 대해 유용하게 사용된 에너지의 비율입니다. 에너지 전환 과정에서 일부는 열에너지로 소모되므로 효율은 항상 100% 미만이며, 외부 공급 없이 스스로 영원히 일하는 영구 기관은 에너지 보존 법칙에 의해 불가능합니다.

탐구 질문

• 백열전구보다 LED가 에너지 효율이 높은 까닭은 무엇인가요?
• 자동차 내연 기관의 효율이 약 25%라면, 나머지 75%의 에너지는 어디로 갔나요?
• 영구 기관이 불가능한 까닭을 에너지 보존 법칙으로 설명해 보세요.

실생활 예시

• 가전제품의 에너지 효율 등급은 같은 일을 하면서 얼마나 적은 에너지를 쓰는지를 보여줍니다.
• 하이브리드 자동차는 회생 제동으로 버려질 운동 에너지 일부를 다시 전기에너지로 저장합니다.
• 열병합 발전은 버려질 열을 다시 활용해 전체 효율을 높입니다.