김영훈 교수(화학공학과), 신간

‘절대적이고 경험적인 열역학 이야기’ 출간

본교 김영훈 교수(화학공학과)가 2년간의 비대면 수업, 열역학 수업중에 제공되었던 읽기자료를 모아서 두권의 책으로 출판했다.

우리의 삶과 그것을 굴러가게 만드는 과학기술은 근본적인 질문에서 시작되었다고 할 수 있다. 어릴적부터 우리는 y=ax b라는 관계식에서 x를 넣으면 y를 찾는 것에 익숙해져 있다. 그러나 정작 중요한 것은 ‘왜 y는 ax b의 관계를 갖는지’ why(y)라고 자문해야 한다는 점이다. 지금의 세상에 이르게 만든 것은 위대한 발명가들의 기존 문제를 어떻게 해결할지에 관한 자문도 있었지만, 위대한 발견과 과학기술적 진보는 스스로 고민했던 질문에서 출발했다. 그 왜라는 것이 곧 질문의 시작이다. 왜 그렇지, 왜 그럴 수밖에 없지, 왜 기존 생각과 다르지, 라는 질문 말이다. ‘빛의 속도로 달리면 시공간은 어떻게 될까’라는 질문은 아인슈타인으로 하여금 상대성이론을 세상에 등장하게 해줬다. ‘열기관에서 순환되는 양은 열소가 아닌 다른 무엇일까’라는 질문은 클라우시우스로 하여금 엔트로피를 정의하게 만들었다. ‘왜 산소와 수소를 반응시키면 물이 생기지’라는 질문에서 아보가드로에게 분자라는 개념과 아보가드로 수를 낳게 해주었다. 수많은 위대한 질문들은 작은 관찰에서 시작되었고, 끊임없는 질문과 답변의 되먹임 과정에서 why에 관한 근본 관계를 찾아낼 수 있게 해주었다.

이 책의 목적도 동일하다. 질문을 통해 열역학에 관한 개념을 이해하고, 그렇게 갖춰진 개념을 이용해 세상의 자연현상을 이해해 보자는 것이다. 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 이해하는 데도 사용되고 있을 정도로 하나의 패러다임으로 자리 잡았다. 그렇기에 열역학에 관한 열적평형, 보존, 방향성의 법칙은 한 분야에 국한된 것이 아닌 세상을 바라보는 눈으로 이해되어야 한다.

책은 기본서와 심화서로 구성되어 있으며, 기본서에서는 자연현상을 열역학으로 이해하고자 노력했던 다양한 질문들을 뽑아서 정리했다. 심화서에서는 열역학 대표 교과서인 Smith 책에 등장하는 다양한 수식이 어떤 의미가 있고 어떻게 활용되는지를 풀어내려고 노력했다. 총 150개가 넘는 꼭지를 준비했으며, 흥미를 유발하기 위해서는 기본서부터 접근하는 것이 좋겠다. 책에서 다루는 몇 가지 꼭지들을 던지고 서평을 마감하고자 한다.

온도계는 온도를 측정하지 못한다고? 절대온도를 연주한 음악가가 있다는데? 액체질소를 입안에 넣으면 어떻게 될까? 에너지/열/일 중에 명사로만 사용하는 것은? 뜨거운 냄비는 마른 행주로 잡아야 한다? 아인슈타인은 꽃가루의 움직임에서 열운동을 보았나? 화재시에 또거운 물과 찬물 중 어느 것이 효율적일까? 얼음을 얼리는 것과 녹이는 것 중 더 빠른 것은? 소금물에 띄운 얼음이 더 빨리 녹을까? 그래뉼 커피가 더 비싼 이유는 무엇일까? 포도로 플라스마를 만들 수 있다는데? 소금물을 얼리면 짤까? 공간에게 방향성을 부여하는 것은 무엇인가? 사랑의 블랙홀 그곳의 온도는? 프로이트도 엔트로피를 알았다고? 철근 콘크리트는 신이 내린 건축계의 축복이라는데? 풍선이 떠질 때 소리는 왜 나는가? 하하 보다 호호가 더 쿨하다? 촉매는 터널을 만드는 것이다? 왜 엔트로피에 로그가 붙는가? 원자의 가역성이 공정의 비가역성을 만드나? 심화서의 마지막에는 열역학 연대기를 5장의 그림으로 정리했다.

절대적이고 경험적인 열역학 이야기(기본)

http://pod.kyobobook.co.kr/podBook/podBookDetailView.ink?barcode=1400000474426&ejkGb=KOR 

절대적이고 경험적인 열역학 이야기(심화)

http://pod.kyobobook.co.kr/podBook/podBookDetailView.ink?barcode=1400000474433&ejkGb=KOR 

▣ 저자소개 : 김영훈 교수

1994~2000 고려대학교 화학공학과 학사

2000~2005 서울대학교 화학생물공학부 박사

2006~현재 광운대학교 화학공학과 교수

목공지도사 3급, TRIZ 전문가 2급

적십자헌혈유공장 은장

광운화도학술상, 광운학술대상

범석논문상, 신양신진학술상

Best Teacher 2021, 2009

우수강의상 2017, 2016a, 2016b

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