영구기관의 모순 시뮬레이션

제1종 영구기관

제2종 영구기관

외부에서 에너지를 전혀 공급받지 않고도 스스로 에너지를 만들어내어 영구적으로 일을 하는 기계입니다. (예: 한 번 돌려놓으면 스스로 전기를 만들어 영원히 도는 모터)

왜 불가능한가? 기계가 작동하는 동안 부품 간의 마찰이나 공기 저항으로 인해 필연적으로 열에너지 형태의 손실이 발생합니다.

우주의 전체 에너지는 보존되므로, 손실된 에너지만큼 외부에서 에너지를 보충해주지 않으면 기계는 결국 멈추게 됩니다. 즉, 무(無)에서 에너지를 창조할 수 없습니다.

고열원에서 흡수한 열에너지(Q₁)를 단 1의 손실도 없이 100% 모두 유용한 일(W)로 전환하는 기계입니다. 방출하는 열(Q₂)이 0입니다.

왜 불가능한가? 자연계에서 열은 스스로 고온에서 저온으로 이동합니다. 열기관이 원래 상태로 되돌아와 순환 과정을 반복(연속적인 일)하기 위해서는 반드시 저온의 열원(저열원)으로 남은 열(Q₂)을 방출해야만 합니다.

따라서 방출되는 열이 0이 될 수 없으므로, 열효율 공식 (e = 1 - Q₂/Q₁)에 의해 효율이 100%인 기관은 존재할 수 없습니다.