강철 플라이휠이 돌고, 그 테두리를 따라 잘 닦인 금속만이 내는 광택이 달립니다. 거기서 막대가 앞뒤로 오가며 피스톤을 실린더 속으로 밀어 넣습니다. 오른쪽 아래에서는 말 한 마리가 제 박자로 다리를 옮기며 꼬리를 흔들고 걸어갑니다 — 한때 수레가 아니라 계량학에 매였던 바로 그 말입니다. 아래쪽 눈금자를 따라 놋쇠 띠가 기어오르다가 매번 빨간 눈금에 닿습니다. 이것이 와트가 정한 분당 삼만 삼천 피트파운드입니다.
단위 자료표
SI 밖 · 물리량: 일률 1/1면 · 개정 2026-09마력 hp · PS
SI 밖의 단위 · 물리량: 일률 · 745.6999 W 또는 735.49875 W
역사상 처음으로 영업부가 발명한 단위
제임스 와트에게는 훌륭한 기계와 보람 없는 과제가 있었습니다. 헛간에 이미 말이 있는데 왜 쇠 상자를 사야 하는지를 양조장 주인에게 설명해야 했던 것입니다. 초당 몇 줄을 말해 봐야 소용없었습니다. 줄은 아직 발명되지 않았고, 양조장 주인에게는 필요도 없었습니다. 와트는 다른 길을 택했습니다. 방앗간 말이 일 분 동안 얼마나 일하는지 재어 그것을 마력이라 부르고, 자기 기계가 말 스무 마리를 대신한다고 계약서에 쓰기 시작했습니다.
이 수는 너무 잘 먹혀서 증기기관보다, 발명자 자신보다, 미터법보다, 심지어 명백한 금지보다도 오래 살아남았습니다. 유럽에서는 1992년부터 출력을 킬로와트로 표시해야 하지만, 말들은 여전히 괄호 속에서 고집스럽게 옆자리를 지키고 있습니다. 구매자가 알고 싶은 것은 초당 일의 양이 아니라 보닛 아래에 말이 몇 마리 있느냐이기 때문입니다.
재미있는 점은 진짜 말은 그런 출력을 전혀 낼 수 없다는 것입니다. 와트는 측정값을 올려서 반올림했고, 그것도 후하게 했습니다. 살아 있는 말은 오래 일할 때 약 10분의 7킬로와트를 내는데, 이는 와트의 1마력보다 뚜렷이 적습니다. 반면 짧게 힘을 쓸 때는 그 열다섯 배쯤을 냅니다. 결국 이 단위는 장거리에서도 단거리에서도 맞지 않는 동물의 이름을 달고 있는 셈입니다.
한국어로는 마력이라고 하고 제원표에는 PS라고 씁니다. 영어의 hp는 영국 마력이고, 독일어는 PS, 프랑스어는 ch, 네덜란드어는 pk이며, 첫 번째를 빼면 모두 같은 수를 나타냅니다. 이탈리아 사람들은 CV라고 쓰는데, 이 때문에 일이 완전히 꼬입니다. 프랑스에서는 같은 글자가 출력과 거의 관계없는 세금 마력을 뜻하기 때문입니다.
영국 마력은 미터법 마력보다 10와트 남짓 크고, 삼백 마력이면 차이가 벌써 말 네 마리가 됩니다 — 인터넷에서 말다툼하기에 딱 좋은 양입니다. 보일러 마력은 둘 다보다 열세 배 큰데, 축이 아니라 물의 증발을 재기 때문입니다. 세금 마력은 아무것도 재지 않습니다. 실린더 지름에 바탕을 둔, 국고가 만들어 낸 공식일 뿐입니다.
01 · 정의
축의 토크 · 회전수 · 들어 올린 짐영국 마력 하나는 삼만 삼천 파운드의 짐을 일 분에 1피트 들어 올리는 일률로, SI 단위로는 745.7와트입니다. 미터법 마력도 같은 방식으로 만들어졌지만 킬로그램힘으로 셉니다. 75킬로그램을 초당 1미터, 곧 735.5와트입니다.
이 삼만 삼천이 어디서 왔는지는 정확히 알려져 있습니다. 와트는 양조장의 연자방아 둘레를 도는 말들을 지켜보고, 그런 말이 약 180파운드의 힘으로 끌며 분당 약 180피트를 간다고 추정했습니다. 곱은 삼만 이천오백이었지만, 계약서에는 딱 떨어지는 수가 더 믿음직해 보였으므로 값은 삼만 삼천으로 올라갔습니다.
기계의 축에서는 같은 출력을 토크와 회전수로 계산하며, 성격의 차이는 모두 이 한 쌍에 담겨 있습니다. 오토바이 엔진과 기관차 디젤은 같은 킬로와트를 낼 수 있지만, 앞의 것은 수수한 토크로 회전수에서, 뒤의 것은 오토바이가 아직 시동도 걸리지 않을 회전수에서 엄청난 토크로 그것을 얻습니다. 덧붙이자면 말은 디젤처럼 생겼습니다. 토크는 훌륭하고 회전수는 분당 네 번입니다.
끝으로, 제원표의 모든 마력은 어떤 규칙으로 쟀는지에 대한 표시를 달고 다닙니다. 옛 미국 규격의 총출력은 팬도 발전기도 소음기도 달지 않고 쟀기 때문에, 60년대 카탈로그의 말들은 구매자가 실제로 받은 말보다 눈에 띄게 팔팔했습니다. 1972년부터는 순출력 — 모든 보조 장치를 단 상태 — 으로 세었고, 숫자는 곧바로 20퍼센트쯤 겸손해졌습니다.
누가 1톤을 더 빨리 들어 올릴까
왼쪽에는 1톤의 짐이 매달린 윈치가 있고, 여기에 말, 와트의 증기기관, 자동차 엔진, 오토바이 엔진이 차례로 이어집니다. 드럼이 돌고 줄이 감기며, 출력이 클수록 짐은 더 빨리 올라갑니다 — 와트가 「와트」라는 말을 입에 올리지 않고 구매자에게 출력을 설명할 때 쓴 바로 그 그림입니다. 오른쪽에는 같은 엔진이 곡선 한 쌍으로 나타납니다. 놋쇠색이 토크, 강철색이 출력이며, 빨간 점이 회전수 슬라이더를 따라 그 위를 달립니다. 토크와 출력이 서로 다른 곳에서 최대가 된다는 점에 주목하세요 — 엔진 이야기에서 그토록 많은 오해가 생기는 것은 바로 이 때문입니다.
02 · 환산
킬로와트 · 무슨 뜻인가 · 제원 규칙하나의 출력, 세 가지 이야기
첫 번째 탭은 입력한 출력을 자연과 법령에 있는 모든 마력에 나누어 줍니다. 두 번째는 그것을 손에 잡히는 것으로 바꿉니다. 들어 올린 짐, 끓인 물, 가속하는 자동차. 세 번째는 같은 쇳덩어리가 시험 규칙에 따라 제원표에서 어떻게 다른 숫자가 되는지를 보여 줍니다.
기억할 만한 기준: 1킬로와트는 약 1.4마력, 1마력은 4분의 3킬로와트. 두 어림셈은 일이 세금 신고까지 가지 않는 한 통합니다.
두 엔진을 제원표로 비교할 때는 먼저 숫자가 어떤 규칙으로 측정되었는지 확인하세요. 60년대 미국의 총출력, 현행 규칙의 순출력, 유럽의 미터법 마력은 같은 엔진에 세 가지 다른 숫자를 줍니다. 누구 엔진이 더 센가 하는 다툼은 결국 누구 규격이 더 너그러운가 하는 다툼으로 드러나곤 합니다.
| 양 | 값 | 비고 |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · 측정 기기
프로니 브레이크 · 수력 동력계 · 롤러 · 인디케이터축에서 출력을 붙잡는 네 가지 방법
브레이크 슈, 밧줄, 대저울
가장 먼저 나왔고 가장 알기 쉬운 측정기입니다. 나무 슈로 축을 조이고, 슈를 긴 지렛대에 잇고, 지렛대 끝을 저울 위에 얹습니다. 기계가 슈를 끌고 돌면 저울이 힘을 보여 주고, 힘에 팔 길이를 곱하면 토크, 토크와 회전수로 출력이 나옵니다. 장치 전체가 일하는 동안 뜨거워지고 연기를 내며 탄 나무 냄새를 풍기지만 거짓말은 하지 않습니다 — 지금도 제원표에 살아 있는 「제동 출력」이라는 말은 이 장치 덕분입니다.
타지 않는 브레이크
출력이 수백 킬로와트를 넘자 나무 슈로는 감당이 안 되어 브레이크를 물로 만들었습니다. 축이 물로 채운 케이스 안의 임펠러를 돌리면 물이 저항하며 데워지고, 케이스는 함께 돌려다 힘 센서에 버팁니다. 이런 장치는 흐르는 물만 넉넉하면 수천 킬로와트도 삼키며, 출력을 두 가지로 계산할 수 있습니다 — 토크로, 그리고 흐름이 데워진 정도로. 서로 확인하기에 더없이 좋습니다.
어디로도 가지 않고 달리는 자동차
측정하려고 차에서 엔진을 내리는 일은 오래 걸리므로, 차를 롤러 위에 올리고 정비소 안에서 그대로 가속합니다. 장치가 보는 것은 바퀴의 출력이고, 그것은 변속기와 차축과 베어링이 먹은 만큼 엔진 출력보다 작습니다 — 후륜구동이면 보통 15퍼센트쯤, 사륜구동이면 조금 더. 출력지에 제원표보다 작은 숫자가 찍혀 나올 때 차 주인이 늘 느끼는 실망도, 「제원은 축에서 잰 것이고 손님은 바퀴로 달리시니까요」라는 정비사의 늘 같은 위로도 여기서 나옵니다.
비밀로 지켜진 발명
한 축으로는 피스톤에, 다른 축으로는 압력 스프링에 이어진 연필이 종이 위에 닫힌 도형을 그리는데, 그 넓이가 한 사이클의 일과 같습니다. 여기에 분당 사이클 수를 곱하면 마찰 손실을 빼기 전 실린더 안의 출력을 얻습니다. 이 장치는 와트의 공장에서 태어나 20년 가까이 아무에게도 공개되지 않았습니다. 당연히 경쟁 우위로 여겨졌습니다. 경쟁자들이 누구 기계가 더 나은지 다투는 동안, 여기서는 도면 한 장을 떠서 넓이만 보면 됐으니까요.
05 · 표기 규칙
PS 앞에 띄어쓰기 · 킬로와트 먼저 · 시험 규칙킬로와트 먼저, 마력은 괄호에
이 단위는 체계 밖에 있고, 다루는 규칙은 간단합니다. 주된 값은 와트로, 마력은 참고로 옆에 두고, 어떤 마력인지, 어떤 규격에 따른 것인지를 반드시 밝힙니다.
첫 번째 오류는 순전히 표기 문제지만, 다른 모든 오류를 합친 것보다 자주 보입니다. 두 번째는 숫자에서 뜻을 빼앗습니다. 같은 쇠라도 규격에 따라 5분의 1씩 달라지니까요. 세 번째는 영국 마력과 미터법 마력을 같다고 보는 것으로, 힘센 엔진에서는 그것만으로 말 몇 마리의 차이가 됩니다. 네 번째는 이름 속에 사는 오해입니다. 힘은 뉴턴으로 재지만 마력은 일률, 곧 시간당 일입니다. 다섯 번째는 축과 바퀴를 헷갈립니다. 그리고 여섯 번째는 실린더 지름으로 계산되어 실제 출력과 아무 관계 없는 세금 마력을 끌어오는 것으로 — 당시 광고쟁이들은 이것을 톡톡히 써먹었습니다.
06 · 이웃 단위
와트 · 뉴턴미터 · 킬로와트시마력 주위에는 흔히 헷갈리는 친척들이 있습니다. 와트는 SI 단위로 쓴 같은 양이고, 뉴턴미터는 토크로 여기에 회전수를 곱하면 출력이 됩니다. 킬로와트시는 더 이상 출력이 아니라 일의 양 — 청구서가 날아오는 바로 그 양입니다.
마력을 발명한 바로 그 사람의 이름을 딴 SI 단위입니다. 발명자가 자기 발명에 추월당했다는 것이 재미있습니다. 와트로는 모든 것을 재고, 마력으로는 엔진만 잽니다.
출력에 시간을 곱한 것. 기계가 얼마나 센가가 아니라 얼마나 일했는가. 분전반의 계량기가 세는 것이 바로 이 양이지 말이 아닙니다.
엔진이 끄는 힘의 바탕이고, 출력은 그러는 동안 얼마나 빨리 일하는지를 말해 줍니다. 말은 토크로, 오토바이는 회전수로 벌어들이는데, 사람들은 그 둘이 마치 같은 것인 양 다툽니다.
Simetrium 자료 카드 가운데 이웃한 것은 킬로와트시 와 송신기 출력. 앞의 것에서는 출력이 전기 요금 청구서가 되고, 뒤의 것에서는 주파수를 차지할 권리가 됩니다. 두 카드 모두 같은 양이 누구 손에 있느냐에 따라 전혀 다른 뜻이 된다는 이야기입니다.
07 · 역사 부문
아카이브 · 양조장에서 세무서까지말은 어떻게 자기 기계들보다 오래 살았나
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세 세기 동안 평범한 기계는 백 배 세졌지만 단위는 그대로였습니다. 바로 거기에 가장 큰 장점이 있습니다. 자는 재는 대상과 함께 자라서는 안 되니까요.
원기가 없고 가질 수도 없는 단위
미터는 빛의 속도로, 킬로그램은 플랑크 상수로 정의되지만, 마력에는 아무것도 없고, 양조장 하나와 지친 말 몇 마리로 거슬러 올라가는 약속 말고는 가진 적도 없습니다. 엄밀히 말하면 그게 불행은 아닙니다. 단위는 와트로 정확히 나타나고, 어떤 시험대든 킬로와트만큼 잘 잽니다. 불행은 다른 데 있습니다 — 이름이 살아 있는 동물과의 비교를 약속하는데, 그 비교를 견디는 이는 아무도 없습니다, 말 자신조차.
말에 대한 측정은 나중에도 있었는데, 이번에는 장사와 상관없었습니다. 말은 하루 일하는 내내 약 10분의 7킬로와트를 확실히 유지하여 와트의 단위보다 3분의 1쯤 약하지만, 몇 초짜리 짧은 힘쓰기에서는 10킬로와트를 넘긴다는 것이 밝혀졌습니다. 와트가 순간 힘을 본보기로 삼았다면 기계를 한 대에 말 세 마리로 팔아야 했을 것이고, 산업혁명 이야기는 훨씬 수수하게 들렸을 것입니다.
여기서 이 카드의 가장 큰 교훈이 나오며, 그것은 엔진의 테두리를 훨씬 넘어 통합니다. 성공하는 단위는 위원회가 엄밀하게 이끌어 낸 것이 아니라 구매자가 몸으로 느끼는 것입니다. 와트가 모든 면에서 더 옳지만, 말 스무 마리를 파는 것이 만 오천 와트를 파는 것보다 쉬웠고, 시장은 선택을 단번에 끝냈습니다. 위원회는 그 뒤 두 번이나 마력을 유통에서 빼려다 두 번 다 물러섰습니다. 서류에서는 참고값으로, 대화에서는 유일한 값으로 남아 있습니다.
양 목록
일률, 일, 운동SI 기본 단위
킬로그램, 미터, 초를 강조 — 와트는 이것들로 만들어진다기계별 말 무리
킬로와트와 마력은 한 숫자에서 계산| 기계 | 킬로와트 | 미터법 PS | 영국 hp | 눈여겨볼 점 |
|---|---|---|---|---|
| {name} | {kw} | {ps} | {hp} | {note} |
오른쪽 두 열을 비교해 보세요. 미터법 마력과 영국 마력의 차이는 1퍼센트 남짓이라 경운기에서는 보이지 않지만, 선박 디젤에서는 천 마리가 넘습니다. 진지한 규격이 킬로와트를 먼저 쓰는 습관이 여기서 나왔습니다. 킬로와트는 누구에게나 같지만, 말은 저마다 다르니까요.