Aerial view of abandoned cars in a junkyard surrounded by greenery in Chattanooga.
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엔진은 다양한 에너지를 기계적 에너지로 전환하는 기계입니다.
예를 들어, 위치 에너지, 열 에너지, 화학 에너지, 전위 및 핵 에너지가 사용될 수 있습니다.
이 중 많은 공정이 열을 생성하므로, 특히 열기관은 중요한 역할을 합니다.
엔진은 크게 내연기관과 외연기관으로 나눌 수 있습니다.

내연기관과 외연기관

내연기관은 연료가 엔진 내부에서 연소하는 방식으로, 자동차에 널리 사용되는 왕복 엔진이 대표적입니다.
로켓 엔진과 제트 엔진 역시 내연기관의 한 종류입니다.
제트 엔진은 연소열을 이용하여 고속의 배기가스를 생성하며, 이 배기가스가 추력을 발생시킵니다.
항공기의 전기 및 유압 시스템에 전력을 공급하는 역학적 에너지도 터빈 샤프트에서 얻을 수 있습니다.

반면, 외연기관은 연료가 엔진 외부에서 연소하여 동력을 얻는 방식입니다.
산업 혁명의 원동력이었던 증기 기관이 대표적인 외연기관입니다.

엔진의 종류와 작동 원리

다양한 에너지원을 활용하는 엔진이 존재합니다.
전기 에너지를 기계 운동으로 변환하는 전동기, 압축 공기를 사용하는 공압 모터, 탄성 에너지를 사용하는 시계 태엽 모터 등이 있습니다.
분자 모터와 같은 생물학적 시스템에서도 화학 에너지를 사용하여 힘을 생성하고 운동을 만듭니다.

화학 열 엔진 중 공기(주위 대기 가스)를 사용하는 것을 공기 호흡 엔진이라고 합니다.
지구 대기권 밖에서 작동하는 로켓이나 깊은 잠수함의 엔진은 산화제를 별도로 운반해야 합니다.

모든 화학 연료 열기관은 배기가스를 배출합니다.
가장 깨끗한 엔진은 물만 배출하며, 이는 순수한 수소와 순수한 산소를 연소하는 로켓 엔진의 경우에 해당합니다.
그러나 일반적인 공기 호흡 엔진의 경우, 수소를 연소하더라도 대기 중 질소와 반응하여 소량의 질소산화물(NOx)이 배출될 수 있습니다.
휘발유나 알코올과 같은 탄화수소를 연료로 사용할 경우, 온실 기체인 이산화탄소(CO2)가 배출됩니다.

이산화탄소 배출은 환경 문제와 직결되므로, 이러한 엔진의 배출물 관리가 중요합니다.

사회과학적 엔진

‘사회과학적 엔진’이라는 용어도 있습니다.
이는 실질적인 동력을 발생시키는 사회 구조, 제도, 감정, 욕망, 상징 구조 등을 엔진에 비유하는 표현입니다.

엔진(engine)이라는 단어는 고대 프랑스어 ‘engin’에서 유래했으며, 이는 ‘교묘한’이라는 뜻의 라틴어 ‘ingenium’에 뿌리를 두고 있습니다.
산업 혁명 시기에는 증기 기관과 같은 기계 장치들이 엔진으로 불렸습니다.

FAQ

가장 일반적인 내연기관의 종류는 무엇인가요?

자동차에 널리 사용되는 왕복 엔진이 대표적인 내연기관입니다.
로켓 엔진과 제트 엔진도 내연기관에 속합니다.

제트 엔진은 어떻게 추력을 얻나요?

제트 엔진은 연소열을 이용하여 고속의 배기가스를 생성하고, 이 배기가스가 뉴턴 운동 제3법칙에 따라 추력을 발생시킵니다.

배기가스를 전혀 배출하지 않는 엔진도 있나요?

엄격한 의미에서 제로 배출은 순수한 수소와 순수한 산소를 연소하는 로켓 엔진의 경우에만 가능합니다.
일반적인 엔진은 어떤 형태로든 배출물이 발생합니다.

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