뜨거운 물이 더 빨리 얼어버린다?!?!

 

뜨거운 물이 더 빨리 얼어요.

겨울에 뜨거운 물로 세차를 해본 적이 있다면 물이 너무 빨리 얼어버리는 경험을 했을 것이다. 실제로 추운 겨울에 미지근한 물로 세차를 했을때 보다 뜨거운 물로 세차를 했을때 차 표면의 물이 더 빨리 얼어버린다. 그 이유는 뭘까?

 

뜨거운 물의 증발현상

단순한 생각 으로는 뜨거운 물이 미지근한 물로 식은 다음에 얼어버려서 미지근한 물보다 더 늦게 얼어버릴것 같지만 그렇지 않다. 뜨거운 물은 증발이 매우 활발하게 일어나고 있는 상태로 기화열(액체가 기체로 변하면서 주변에서 빼앗는 열량) 로 많은 열량을 빼앗기기 때문에 뜨거운 물이 미지근한 물보다 더 빨리 식고 얼어버린다. 더 자세히 설명하면 0°C의 물 1g을 100°C 까지 데우는데 필요한 열량은 100cal 이다. 반면 100°C 의 물 1g 이 수증기가 되기 위해서는 540cal가 필요하다. 5배가 넘는 열량이 필요한것이다. 물분자가  빠른 운동에너지를 가지고 공기중으로 증발되면 남은 물분자들의 평균 운동에너지가 줄어들어 물의 온도가 낮아진다.  물의 온도가 100°C 에서 0°C로 떨어지는 동안 질량의 16%가 증발된다. 이것이 뜨거운 물이 미지근한 물보다 빨리 어는 이유이다.

물이 식을 때는 증발과 함께 물 주변으로 직접 열이 전달되는 전도 현상도 일어난다. 증발이 전도보다 더 활발하게 일어나는 그 때 뜨거운 물이 더 빨리 얼어버린다. 증발과 전도 중 어느것이 더 활발하게 일어나는가는 물의 온도뿐만 아니라 물이 담긴 그릇의 재질도 큰 영향을 준다. 충분히 뜨거운 물을 사용할 때 증발하는 양이 많아지는데, 그 온도는 80°C 이상일 때 이다. 또 그릇의 그릇의 열 전도율이 영향을 주는데 열 전도율이 높을수록 증발현상이 더 잘 일어나고 그릇의 윗면이 넓어 공기와 만나는 물 표면이 넓을수록 증발량이 많아진다.

 

 

사막에서 검은천을 두르면? 

일반적으로 검은색은 햇빛을 흡수하고 흰색은 반사시키는데 시나이 사막의 베드윈족은 검은 천으로 된 헐렁한 옷을 입고산다. 검은옷을 입는 특별한 이유가 있을까? 

베드윈족이 더운 사막에서 하얀옷이 아닌 검은  옷을 입는 이유는 땀을 빨리 마르게 하기 위해서이다. 앞서 말한것 처럼 수분이 증발하면서 열을 빼앗으면 더 상쾌하기 때문이다. 흰옷을 입었을 때보다 검은 옷을 입었을 때 온도는 약 6°C 정도 높다고 한다. 이렇게 데워진 공기는 위로 상승하면서 빠져나가고 , 외부의  공기는 아래로 들어오면서 몸 주변에 항상 바람이 불게 된다. 이때 땀의 증발이 활발해지고 그 기화열로 인해 시원하게 느껴지기 때문이다.

증발현상은 우리 몸이 체온을 조절하는 기본 원리이다. 하지만 배출되는 양이 지나치게 많거나 공기중의 습도가 높아 증발이 잘 일어나지 않는다면 체온조절에 문제가 생기고 불쾌감을 느끼게 된다.