테크놀로지의 세계-증기기관과 산업혁명<1>

17세기에 연료로 쓰던 목재가 고갈되자 사람들은 석탄을 연료로 쓰기 시작했다. 그러나 지표면에서 가까운 곳에 매장된 석탄은 곧 바닥을 드러내게 됐고, 사람들은 더 깊은 곳까지 석탄을 캐러 들어가야 했다.

 따라서 탄광의 규모와 깊이는 더욱 크고 깊어졌다. 그러자면 광산에 고여 있는 물을 퍼 올려야 했다. 이런 필요에 따라 발명된 것이 바로 증기기관이다.

물을 끓이면 증기가 생기고 증기는 압력을 가지고 있다. 이 힘을 기계 장치에 연결하면 동력을 얻을 수 있다.

1765년 제임스 와트(James Watt. 1736~1819)가 개량한 증기기관은 기존 기관과는 다른 방식으로 수증기를 냉각시키며 증기기관의 열효율을 크게 늘렸다. 이후 회전운동을 하는 증기기관, 피스톤을 함께 밀고 당길 수 있는 복동식(複動式) 증기기관이 개발됐다. 이는 산업현장에서 여러 기계에 응용했다.

증기기관으로 인류는 에너지를 응축해서 쓸 수 있게 됐다. 무겁고 힘든 일에 더 이상 인력이나 가축의 힘을 빌리지 않고 증기기관을 이용할 수 있다는 것을 알게 된 뒤부터 다양한 개선 노력이 이어졌다. 방적기, 방직기, 제련기 같은 기계는 물론 증기선과 증기기관차, 자동차가 발명됐다. 그리고 그 노력은 공장 자동화와 수송 효율에 획기적인 진전을 가져왔다.

물류비용의 절감과 대량 생산은 수공업체계의 산업을 대량생산체제 공업으로 바뀌었고, 이는 산업과 인류 문화에 커다란 변화를 몰고 왔다. 이를 ‘산업혁명’이라 한다.

19세기 프랑스·독일·미국 등 여러 나라에서 이뤄진 급격한 산업화는 영국의 기술 전파가 큰 역할을 담당했다. 산업혁명 초기, 영국은 기술의 유출을 염려해 기술자와 기계의 해외 유출을 금지했지만, 기술의 확산을 막을 수는 없었다. 결국 영국의 기술은 다른 나라에 전파돼 끊임없는 개량을 거듭했고, 오늘날의 기술을 만드는 모태가 됐다.

퀴뇨가 발명한 증기 자동차

1769년 프랑스의 퀴뇨(Cugnot, 1725~1804)가 제작한 증기 자동차로, 포차를 견인할 목적으로 제작했다. 교통 수단이 발달하면서 증기자동차는 사람과 제품을 빠르게 편안하게 대량으로 수송할 수 있게 해 줘 육상 교통 수단의 최강자로 자리를 잡았다.

제임스 와트의 증기기관

증기를 식히는 응축기를 발명해 실린더 바깥에서 냉각시키는 방법을 적용해 증기기간의 열효율을 향상시켰다.

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