이 연구 논문은 인류 문명사에서 금자탑을 이루는 제 1차 산업혁명을 이끌고 성공적으로 이룬 와트에 관하여 그의 교육환경과 배움의 자세를 문헌을 통하여 살펴보고, 산업혁명의 결과물인 '새로운 증기기관'의 연구 개발 과정과 환경 등을 통하여 산업혁명을 이끄는 기본적인 인적 물적 인프라를 알아보는 데에 있다. 이러한 과정에서 얻어지는 정보는, 우리의 현재 학교교육이 지향하고 있는 '창의성 개발'에 관한 지침을 얻을 수 있다고 본다. 또한 아직은 태동기에 있는 '4차 산업혁명'을 대비하는 데에도 온고지신의 차원에서 많은 시사점을 얻을 수 있었다. 이상의 내용을 종합하여 얻은 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 와트의 부모는 아들이 기계장치 등에 흥미를 가지고 있다는 것을 알고 이 분야의 타고난 재능을 살려주기 위하여 적극적으로 협조하였다. 둘째, 와트는 글라스고우 대학의 교수들과 인연을 맺고 자신의 관심분야를 스스로 개척하며, 자기주도 학습으로 지식을 흡수하였다. 이러한 학문에 관한 끊임없는 능동적인 자세는 그를 이 분야의 기술자 및 이론가로서 성장시켰다. 셋째, 18세기에 신분의 벽을 뛰어넘는 새로운 시대를 주도하는 Lunar society의 연구 환경 인프라는 와트에게 과학적 호기심과 자유로운 탐구 정신을 경험하게 한 협회이다. 자신의 과학기술지식을 발표하고, 서로 이에 대한 의견을 자유롭게 교환하며 집단적 사고방식을 바탕으로 문제-해결의 지식을 축적해 가는 시스템이 있다는 것은 현대의 R & D환경을 만들 때에도 유념하여야 할 사항이다. 넷째, 사업가 볼턴과 같이 기술을 이해하고 그 가치를 파악하는 능력이 구비된 '경영의 귀재'가 연구자들을 재정적으로 지원하는 시스템이 필요하다. 동시에 재정문제를 그다지 걱정하지 않고 기술 자체를 즐기고 연구하는 '기술의 달인' 와트와 같은 사람이 있어야 산업혁명은 잘 이루어질 수 있다.
이 연구 논문은 인류 문명사에서 금자탑을 이루는 제 1차 산업혁명을 이끌고 성공적으로 이룬 와트에 관하여 그의 교육환경과 배움의 자세를 문헌을 통하여 살펴보고, 산업혁명의 결과물인 '새로운 증기기관'의 연구 개발 과정과 환경 등을 통하여 산업혁명을 이끄는 기본적인 인적 물적 인프라를 알아보는 데에 있다. 이러한 과정에서 얻어지는 정보는, 우리의 현재 학교교육이 지향하고 있는 '창의성 개발'에 관한 지침을 얻을 수 있다고 본다. 또한 아직은 태동기에 있는 '4차 산업혁명'을 대비하는 데에도 온고지신의 차원에서 많은 시사점을 얻을 수 있었다. 이상의 내용을 종합하여 얻은 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 와트의 부모는 아들이 기계장치 등에 흥미를 가지고 있다는 것을 알고 이 분야의 타고난 재능을 살려주기 위하여 적극적으로 협조하였다. 둘째, 와트는 글라스고우 대학의 교수들과 인연을 맺고 자신의 관심분야를 스스로 개척하며, 자기주도 학습으로 지식을 흡수하였다. 이러한 학문에 관한 끊임없는 능동적인 자세는 그를 이 분야의 기술자 및 이론가로서 성장시켰다. 셋째, 18세기에 신분의 벽을 뛰어넘는 새로운 시대를 주도하는 Lunar society의 연구 환경 인프라는 와트에게 과학적 호기심과 자유로운 탐구 정신을 경험하게 한 협회이다. 자신의 과학기술지식을 발표하고, 서로 이에 대한 의견을 자유롭게 교환하며 집단적 사고방식을 바탕으로 문제-해결의 지식을 축적해 가는 시스템이 있다는 것은 현대의 R & D환경을 만들 때에도 유념하여야 할 사항이다. 넷째, 사업가 볼턴과 같이 기술을 이해하고 그 가치를 파악하는 능력이 구비된 '경영의 귀재'가 연구자들을 재정적으로 지원하는 시스템이 필요하다. 동시에 재정문제를 그다지 걱정하지 않고 기술 자체를 즐기고 연구하는 '기술의 달인' 와트와 같은 사람이 있어야 산업혁명은 잘 이루어질 수 있다.
This research paper is to examine James Watt who led the 1st industrial revolution successfully. His great work was called monumental achievement in the human history of civilization. Here, we looked over the Watts' educational environment during his infant, juvenile, and adolescence period and also...
This research paper is to examine James Watt who led the 1st industrial revolution successfully. His great work was called monumental achievement in the human history of civilization. Here, we looked over the Watts' educational environment during his infant, juvenile, and adolescence period and also, his learning attitude about his own field through literature review. The basic infra of soft and hard wares for the industrial revolution through the process of R & D on new developing steam engine resulted from the very industrial revolution and its R & D environment were to be investigated. The useful information and knowledge from this process of the research are able to give an appropriate educational guidance to bring up the development of creativity in schooling systems. And also a lesson from the past could be used to provide the desirable direction for the 4th industrial revolution which is just begun to start now. The main results from this study are as follows; First, Watts' parents positively guided him onto the technology of manual field because they recognized their son was interested in technology field. The parents' attitude stimulated and guided his sons' self-development, had been equal to the aims of education. Second, Watt made a chance of making friendships with professors of Glasgow University. He spontaneously had done self-directed learning for getting knowledge and technology, and thus he became an expert of practical engineer and theorist. Third, the Lunar society, which was jumping over one's social position in their society of the 18th century through new thinking way, leading new ages had been very good R & D social infra for Watt to open and connect new advanced level of science and technology in his age. This society provided a study environment fields for their members to exchange their ideas of scientific curiosity and freely inquiry, technology informations. They had discussed and understood the issues to be occurred in their own fields and accumulated necessary knowledge for problem-solving, respectively. Such as this R & D system environment will be also considered in the modern research group. Fourth, the entrepreneur such as Boulton, who understand technology and grasp its value in future, is needed. The system of 'grue of management' will support the researcher with financial support, which is necessary in R & D. And the researcher like Watt who takes pleasure in technology itself and study eagerly in his field without financial problems, that is, 'grue of technical expert' is essential when leading to success in the industrial revolution.
This research paper is to examine James Watt who led the 1st industrial revolution successfully. His great work was called monumental achievement in the human history of civilization. Here, we looked over the Watts' educational environment during his infant, juvenile, and adolescence period and also, his learning attitude about his own field through literature review. The basic infra of soft and hard wares for the industrial revolution through the process of R & D on new developing steam engine resulted from the very industrial revolution and its R & D environment were to be investigated. The useful information and knowledge from this process of the research are able to give an appropriate educational guidance to bring up the development of creativity in schooling systems. And also a lesson from the past could be used to provide the desirable direction for the 4th industrial revolution which is just begun to start now. The main results from this study are as follows; First, Watts' parents positively guided him onto the technology of manual field because they recognized their son was interested in technology field. The parents' attitude stimulated and guided his sons' self-development, had been equal to the aims of education. Second, Watt made a chance of making friendships with professors of Glasgow University. He spontaneously had done self-directed learning for getting knowledge and technology, and thus he became an expert of practical engineer and theorist. Third, the Lunar society, which was jumping over one's social position in their society of the 18th century through new thinking way, leading new ages had been very good R & D social infra for Watt to open and connect new advanced level of science and technology in his age. This society provided a study environment fields for their members to exchange their ideas of scientific curiosity and freely inquiry, technology informations. They had discussed and understood the issues to be occurred in their own fields and accumulated necessary knowledge for problem-solving, respectively. Such as this R & D system environment will be also considered in the modern research group. Fourth, the entrepreneur such as Boulton, who understand technology and grasp its value in future, is needed. The system of 'grue of management' will support the researcher with financial support, which is necessary in R & D. And the researcher like Watt who takes pleasure in technology itself and study eagerly in his field without financial problems, that is, 'grue of technical expert' is essential when leading to success in the industrial revolution.
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문제 정의
열역학도 본질적으로 19세기에 많은 부분이 이루어졌다(최준섭, 2017). 와트의 분리응축기의 다음 단계는 증기기관의 성능을 더욱 향상시키는 작업을 추진하려하였다. 그는 강력한 보일러에서 나오는 증기력을 이용한다면 광산의 양수펌프뿐만 아니라 수많은 기계도 움직일 수 있다고 보았다.
이 글에서는 와트의 교육환경과 배움의 자세, R & D 환경을 살펴본 후, 4차 산업혁명을 이끌어 나갈 방향을 진로지도 등의 가정 및 학교 교육, 사회의 R & D 인프라 구축을, 성공한 그리고 검증된 1차 산업혁명에서 그 시사점을 얻고자 한다.
제안 방법
둘째, 공기펌프를 설치하여 증기를 응축기실로 모았다.
와트는 정식 학자가 아니었으므로 연구하면서 기계 수리나 악기 조율, 수리등도 하였다. 그는 자서전에서 기계 수리나 토목측량을 나설 때, 고독이나 병고 때문에 연구에 전념하지 못한 점을 개탄하기도 하였다.
첫째, 증기가 냉각되어 물이 된 후 다시 순환 될 수 있는 분리 응축기 실(separate condensing chamber)을 설계하였다.
대상 데이터
정밀 주조된 포신은 유도탄의 정밀도와 안전성을 확보한다, 이러한 점도 증기기관의 작동에 잘 적용될 수 있다는 것이었다. 고품질의 실린더와 피스톤을 제공한 사람은 프리스틸리(Dr. Priestley)의 사위 존 윌킨슨(John Wilkinson)이다. 공작분야의 역사에서도 그는 선반개발과 그 이용에 따른 정밀도 향상은 대단한 것이었다.
여기에서 와트는 학문을 연구하는 글라스고우대학과 인연을 맺기 시작하여 ‘산학협동’의 사례를 남긴다. 그 후 시계길드에서 도제훈련을 받기 위해 런던으로 가서 1 년 만에 마치고 20세에 글라스고 대학으로 돌아온다. 이러한 교육과정은 부모의 막대한 물적 및 정신적 후원이 있었음을 의미한다.
그는 17세에 도구제작자가 되기로 마음을 먹고 친척이 살고 있는 글래스고우로 갔다. 거기서 그는 글래스고우 대학의 자연철학2) 교수이자 의사인 딕(Robert Dick)을 만났다.
와트는 11세에 그리녹 문법학교에 입학하였다. 그는 손재주와 수학이 뛰어났으나 라틴어와 그리스어에는 별로 관심이 적었다.
성능/효과
와트는 뉴커먼 엔진의 구체적인 결함이 무엇인가를 살펴보기 시작하였다. 뉴커먼 엔진의 열손실은 증기의 물리적 성질과 엔진의 구성 부품의 금속에 의한 열의 전도에 주로 관련된다는 것을 알았다. 시스템적으로 뉴커먼 엔진은 증기의 동력을 사용한 후 냉각시킬 때, 실린더 속에 찬 물을 넣어 증기를 냉각시킴과 동시에 실린더도 냉각되어, 조금 있다가 다시 실린더를 가열하려면 그 만큼 석탄이 사용되었다.
셋째, 새로운 시대를 연다는 것은, Lunar Society와 같은 새로운 사고방식의 모임이 필요하다는 것이다. 당시의 영국 사회질서의 근간을 이루는 ‘신분사회’를 뛰어 넘어 과학기술을 다루었다는 것이다.
셋째, 엔진 부품을 단열 부품으로 만들어 에너지 손실을 줄였다.
정확히 계측된 실린더 없이는 증기가 실린더 안에 충분히 차지 않아서 증기의 압력이 형성이 되지 못하여 증기가 힘을 잃고 결국 연료가 낭비되는 것이다. 이 문제에 관하여 와트가 발견한 해법은 상이한 기술들이, 당시의 각각의 산업에서 개발되어 쓰이고 있는데, 각 분야에 서로 교류되는 것 중에서 해답이 있다는 것을 알았다. 그는 대포의 포신을 만드는 기술을 벤치마킹(bench marking)하여 실린더를 만드는 기술에 사용하였다.
대포란 결국 유도탄이 장착되고 폭발된다는 점에서 엔진의 실린더와 비슷한 기능을 하게 된다. 정밀 주조된 포신은 유도탄의 정밀도와 안전성을 확보한다, 이러한 점도 증기기관의 작동에 잘 적용될 수 있다는 것이었다. 고품질의 실린더와 피스톤을 제공한 사람은 프리스틸리(Dr.
노심초사 후 분리응축기(separate condenser)가 떠올랐다. 즉, 수증기를 실린더 안에서 직접 냉각시키는 것이 아니라 실린더로부터 분리된 응축기를 별도로 만들어 실린더 안의 수증기를 관을 통해 뽑아낸 후 실린더 밖에서 냉각시키면, 즉 Black이 말한 잠열의 소비를 획기적으로 줄일 수 있었다. 이렇게 와트는 분리응축기를 사용하여 열효율이 이전보다 2-4배 정도 높아졌다.
첫째, 와트의 부모는 아들인 와트가 일찍부터, 기계장치 등의 만들기 영역에 흥미와 태도를 보여 준 것을 인식하고, 이 분야에 더욱 정진하여 심화시킬 수 있도록 격려하여 주었다. 11세 된 와트는 그리녹 문법학교에 입학하였으나, 수학과 손재주는 뛰어났으나 문과에는 그다지 재주를 보이지 않았던 와트에게, 와트의 부모는 학업성적 향상에 관하여 무리하게 진로지도를 하지 않았다는 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
4차 산업혁명 도입의 의미는?
여기에서 일자리 창출문제의 해법을 4차 산업혁명1)을 통하여 달성하겠다는 것이 기본전략이다. 4차 산업혁명은 갑자기 생겨난 것이 아니고, 기존의 정보화 산업사회로 지칭되는 3차 산업혁명의 확장 개념으로서, 사물 인터넷(IoT, Internet of Things)을 산업사회 전반에 확대시켜서 인간의 생산, 유통, 소비의 모든 경제 활동 부문의 정보를 생산, 교환하여 편리성, 효율성과 안전성을 확보한다는 것이다. 이것은 보다 많은 정보를 인간과 사물, 혹은 사물과 사물을 통하여 생산, 유통하다 보면, 결국 만물 인터넷(IoE, Internet of Everything)을 향하여 발전 할 것으로 보여 진다.
제 1차 산업혁명의 대표적 핵심인물 중의 하나인 18세기의 와트의 업적은?
그는 인류역사의 동력원의 발달과정에 획기적인 지평을 열었다. 즉, 인력(human power)시대는 0.1 kW정도, 축력(animal power)시대에는 1 kW정도, 풍차 ‧ 수차 시대에는 10 kW정도였으나, 그의 증기기관 발명에 힘입어, 106 kW 정도 이상도 가능하게 되었다(장병주, 1991).
와트는 어떤 사람인가?
와트는 영국 스코틀랜드의 그린나크(Greennock)에서 비교적 유복한 가정에서 태어났으나, 허약 체질로 평생 동안 편두통으로 고생한 신경질적인 사람이다. 수학교사였던 조부, 건축기사이자 조선 업자인 부친, 측량기사인 삼촌의 영향을 받아서인지 그는 어릴 때부터 자연스럽게 과학과 기술 분야에 관심을 가졌다(Smiles, 1865).
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