피식~ 웃기는 겨

 

 

 

 

아주 흥미진진한 - 그래서 퍼다 놨었을 것이다, 작년에 - 계산이긴 한데

웃기는 것은,

지금 읽어봐도

팽팽 어지럽다는 것이다.

 

결국, 이 계산이 웃기는 것 아니고

바로 내가 웃기는 겨....

내가 자학성인겨?

↓출처 : 이자뿠음.

 

태양의 내부구조는 직접 관찰할 수 없으며 표면의 상태로 부터 이론적으로 추정하는데 밀도는 약 100 g/cc, 온도는 약 1500만 ℃, 압력은 약 30억atm 이고, 대부분 핵융합의 생성물인 헬륨으로 이루어진 것으로 생각됩니다. 헬륨은 비열이 4.949 cal/mol ℃ 인 물질입니다. 즉, 헬륨 1 몰의 온도를 1 ℃ 올리려면 4.949 cal 의 에너지가 요구됩니다. 물론 이 값은 압력이 일정한 상태에서의 비열이지만 계산을 간단히 하기 위해서 그 값을 그대로 이용하겠습니다. 또한 요리 책에서 사용하는 1 table spoon 이란 15 cc 를 의미하므로 이 양을 '한 숟갈'이라고 생각하겠습니다. 자! 이제 모든 기술적인 문제점들은 다 무시하고 태양 내부의 물질 15 cc 를 지구의 바다에 넣었을 때 바다의 '온도'에 미치는 영향을 생각해 보겠습니다. 이 문제 해결의 기초는 '에너지 보존의 법칙'에 있습니다. 즉, 태양 내부 물질의 열에너지가 모두 바다에 전달되었을 경우를 생각하는 것입니다.

먼저 태양 내부에 있는 헬륨 15 cc 의 몰수는 다음과 같습니다.

15 cc × 100 g/cc × 1 mol / 4 g = 375 mol

어떤 물질의 열에너지(Q)는 비열(C)과 양(n), 온도차(ΔT)의 곱으로 나타냅니다. 즉,

Q = C × n × ΔT = 4.949 × 375 × 15,000,000 = 2.784 × 10^10 cal

한편 바닷물의 부피는 1,370,000,000 km³ 이며 바닷물의 비열은 약 0.939 cal/g ℃ 입니다. 앞에서 사용한 헬륨의 비열은 'mol' 기준이지만, 바닷물의 비열은 'g' 기준이라는 것에 주의하십시오. 또한 바닷물의 밀도는 지역이나 계절, 깊이에 따라 달라지지만 평균적으로 대락 1.025 g/cc 라고 합니다. 그러면 앞에서 계산한 '한 숟갈'의 태양 내부의 물질을 바다 깊숙이 넣어서 수증기의 증발 등으로 손실되는 열량을 최소화 하였을 때 바다 전체의 온도가 얼마나 상승할지 계산해 보겠습니다. 다시 한번 말하지만 계산의 기초는 태양 내부 물질이 가진 모든 에너지가 하나도 손실되지 않고 모두 바닷물의 온도를 올리는 데 사용된다고 가정하고 계산하겠습니다. 먼저 바닷물의 무게를 계산해 보면...

1,370,000,000 km³ × (10^5 cm/1 km)³ × 1.025 g/cc = 1.40425 × 10²⁴ g (1조4천억 기가톤)

위에서 계산한 2.784 × 10^10 cal 의 열량이 1.40425 × 10²⁴ g 의 바닷물에 가해졌을 때 온도의 변화는 Q = C × m × ΔT 에서 ΔT = Q ÷ ( C × m ) 으로부터 구할 수 있습니다(바닷물의 경우 mol 이 아닌 g 기준의 비열을 사용하므로 물질의 양도 몰(n) 이 아닌 질량(m) 을 사용).

ΔT = Q ÷ ( C × m ) = 2.784 × 10^10 ÷ ( 0.939 × 1.40425 × 10²⁴ ) = 2.111 × 10^-14

즉, 태양 중심 물질 한 숟갈이 바다에 들어가 봣자 바닷물 온도는 고작 0.00000000000002 ℃ 올라갈 뿐입니다. 만일 고온, 고압에서의 헬륨의 비열이 앞서 계산에 사용한 값과 많이 달라서 바닷물의 온도가 실제 계산한 값보다 무려 '1만배' 더 높아지더라고 바닷물의 온도는 고작 0.0000000002 ℃ 올라갈 뿐이지요. 따라서 '한 숟갈' 가지고는 그 차이를 알 수가 없을 겁니다. 그러나 만일 달의 백만분의 1 만한 크기가 바다에 떨어진다면 달의 부피는 대략 2.2273 × 10²² cc 이므로 열량이 약 1.5 × 10^15 배나 많이 지구에 전달되어 바닷물의 온도도 무려 31 ℃ 나 올라가게 됩니다. 바닷물의 온도가 불과 4~5 ℃ 올라가고 내려감에 따라 '엘 니뇨' 나 '라 니냐' 같은 이상 기후현상이 발생해 지구촌 곳곳이 자연재해로 피해를 입는데 순식간에 무려 31 ℃ 나 바닷물의 온도가 올라간다면 해양 생태계의 파괴 및 대 혼란은 물론 양 극의 빙하가 상당량 녹아 해수면이 상승하고 엄청난 기후 변화로 인류 문명의 유지 자체가 위기에 봉착할지도 모를 일입니다.