Page 154 - 생활과 과학 교과서

1 동력 장치의 발달

학습 목표 | 과학이 교통수단의 발달에 미친 영향을 조사하고 발표할 수 있다.

궁금 해요

우리나라 최초의 증기 기관차는 1899년 9월 제물포(인천)에서 노량진 구간을 운
행한 모가 1호이다. 모가형의 미국식 명명인 모걸(Mogul)은 엄청난 크기의 사물
이나 중요한 인물을 뜻하는 것으로 탱크형 증기 기관차의 이름에서 인용한 것이
다. 그러나 개통 당시 이 증기 기관차의 평균 속도는 20 km/h에 불과했다고 한다.

Q 속도는 느렸지만 증기 기관차의 운행으로 당시 사회에는 어떤 변화가 생겼을지
이야기해 보자.

인간은 도구와 기구를 사용함으로써 생활의 편리함을 추구할 수 있었고, 이로 인해

다양한 문명의 발전을 이루었다. 특히 사람이나 동물의 힘이 아닌 자연의 에너지원을
피스톤
사용하는 동력 장치를 만들어 냄으로써 인간의 힘으로는 할 수 없는 많은 일들을 할
실린더
양 수 있게 되었다. 그 대표적인 사례가 교통수단이며 교통수단의 발달 과정은 에너지원
냉수 분사 수
의 개발과 이에 맞는 동력 장치를 발명한 역사와 함께 하고 있다.

산업 혁명 이전까지는 육상의 교통수단으로 주로 소나 말과 같은 동물의 힘을 이

보일러 용하였고 해상에서는 인력이나 바람을 이용했기 때문에 이동 거리와 운송량에 한계가
불
있었다. 이러한 교통수단이 획기적으로 바뀌게 된 계기는 18세기 중엽 증기 기관의
▲ 최초 증기 기관의 원리 발명이었다.

초기의 증기 기관은 영국의 뉴커먼이 고안한 것으로 탄광에서 물을 퍼내는 데 사용
뉴커먼(Newcomen, T.; 1663~1729)
영국의 발명가. 증기 기관을 최초로 발명 되었다. 이후 증기 기관을 개량하면서 동력 장치가 발달하였고, 이와 함께 교통수단에
하였다.
획기적인 변화를 가져왔다.

과학이 보이네

증기 기관의 원리
인류가 수증기를 이용하여 동력을 얻게 된 결과물이 증기 기관이다. 물이 수증기로 변하면 부피가 피스톤
약 1700배 늘어나게 되는데, 부피가 늘어난 수증기의 힘은 매우 강하다. 이 힘을 이용하여 피스톤 실린더
이 운동할 수 있게 하여 펌프와 같은 장치를 움직였다. 즉, 증기 기관은 열에너지를 역학적 에너지로
전환시켜 주는 역할을 하는 장치이다. 초기의 증기 기관은 실린더에 수증기를 투입하고 냉각시키는
방법이었으나 냉각된 실린더를 다시 데우는 데 시간이 걸려 효율이 매우 낮았다. 이에 실린더에 투 응축기
입된 수증기를 응축기로 직접 빼내서 효율을 높일 수 있었는데, 이것이 와트의 증기 기관이다.
와트의 증기 기관의 원리 ▶

152 3. 편리한 생활