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100도의 끓는 물에는 화상을 입는데 100도의 사우나는 왜 괜찮을까

 

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

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똑같이 100도인데 사우나는 왜 괜찮을까

 

살짝 배가 고프니까 라면을 하나 먹어야겠습니다
라면을 먹으려면 물을 끓여야 하죠

물이 끓을 때 온도는 100도입니다

혹시 뜨끈함을 느끼기 위해서
이 물에 손을 넣어보실 분 계시나요?

아마 아무도 없을 것입니다
손을 넣는 순간 우리는 화상을 입을 테니까요

그렇다면 뜨끈하다고 해야 하는데
많은 사람들이 시원하다고 말하는
사우나에 자주 가시는 분 계시나요?

사우나마다 다르지만 사우나의 온도는 100도를 넘어
130도까지 올라가는 경우도 있습니다

그런데 참 이상합니다
100도의 끓는 물에 들어가면 곧바로 화상을 입는데
100도의 사우나에는 아무렇지 않게 들어갑니다

사우나에서는 왜 화상을 입지 않는 것일까요




우리의 피부는 수용할 수 없는 온도에 노출되면 화상을 입습니다
40도인 물질에 한 시간 정도 닿을 경우
55도인 물질에 10초 정도 닿을 경우
60도인 물질에는 5초만 닿아도 화상을 입죠

물질을 이루고 있는 분자는 끊임없이 움직입니다

온도가 낮은 물질보다
온도가 높은 물질의 분자가 더 활발히 움직이죠

 


다른 온도를 가진 물질이 서로 접촉하면

온도가 낮은 물질의 분자는
온도가 높은 물질의 분자로부터 열을 전달받아 온도가 높아지고

온도가 높은 물질의 분자는
온도가 낮은 물질의 분자에게 열을 전달해 온도가 낮아집니다

그러다 결국 같은 온도가 되는데
이것을 열평형이라고 합니다




열은 분자가 많을수록
즉 분자의 밀도가 높을수록
더 많이 접촉하게 되니 더 빠르게 전달됩니다

분자는 기체 상태일 때보다 액체 상태일 때 밀도가 더 높습니다

만약 같은 온도의 액체와 기체가 있다고 한다면
예를 들어 100도의 끓는 물과 100도의 공기가 있다고 한다면

액체인 끓는 물이 열을 더 빠르게 전달하니
같은 온도라 할지라도
공기보다 끓는 물을 더 뜨겁다고 느끼게 됩니다


사우나는 핀란드에서 전통적으로 행해지던 목욕 방식 중 하나입니다

방의 온도를 뜨겁게 한 뒤
그곳에 들어가 땀을 쫙 빼고 물로 씻어내는 식이죠

100도까지 올라가는 사우나의 경우
공기를 가열시켜 방의 온도를 올립니다

그렇기 때문에 끓는 물에 닿으면 곧바로 화상을 입지만
같은 온도의 공기로 가득 찬 사우나에 들어가면 화상을 입지 않는 것이죠



사우나는 뜨거운 공기를 이용해 방의 온도를 올리는 건식 사우나와
뜨거운 수증기를 이용해 방의 온도를 올리는 습식 사우나로 나누어집니다

건식 사우나의 온도는 100도 정도
습식 사우나의 온도는 50도 정도입니다

같은 사우나라고 하더라도 설정하는 온도가 다른데
이것 역시 같은 이유입니다

습식 사우나는 수증기
즉 액체를 이용해 온도를 올리기 때문에 화상을 입을 수 있어
건식 사우나보다 온도를 낮게 설정하는 것입니다

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번개는 왜 일직선으로 치는 것이 아니라 지그재그로 칠까

 

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번개는 왜 지그재그로 칠까

 

 

구름의 종류 중 하나로 수직으로 높게 발달한 구름을
적란운이라고 합니다
소나기를 뿌리기 때문에 소나기구름이라고도 하죠

적란운의 영향으로 비가 많이 오는 날에는
갑자기 번쩍하며 번개가 치기도 합니다


적란운 내부에서 수증기가 물방울로 물방울이 얼음조각으로 바뀌며
서로 부딪혀 마찰이 발생합니다

이러는 과정에서 무거운 물방울이나 우박은 음전하를 가지고 아래쪽으로
가벼운 수증기는 양전하를 가지고 위쪽으로 올라가게 됩니다

이때 음전하와 양전하 사이 강력한 전류가 흐르게 되는데
이것을 방전이라고 합니다

방전은 구름 내부에서 만들어지는 운내방전뿐만 아니라
구름과 구름 사이에서 만들어지는 운간방전
구름과 땅 사이에서도 만들어지는 낙뢰가 있습니다

우리는 이것을 통틀어 번개라고 부르고 있죠

 



그런데 왜 번개는 일직선으로 치지 않고
지그재그로 치는 걸까요

전류가 흐르는 것을 방해하는 작용을 저항이라고 합니다
전류는 저항이 더 작은 쪽으로 흐르려고 하는 특징을 가지고 있습니다

전기가 통하지 않는 물질을 절연체라고 하는데
공기는 원래 절연체입니다


그런데 적란운이 만들어져
지면과 구름 사이에 높은 전압 차이가 발생하면
절연 파괴가 일어나 공기도 전기가 통하게 됩니다

공기는 우리 눈에 보이지 않기 때문에
모두 같은 상태일 거라고 생각되지만
어떤 공기는 평범하고 어떤 공기는 수분을 더 많이 가지고 있고
어떤 공기는 먼지 같은 이물질이 많이 있습니다

 


이물질이 많은 공기보다 평범한 공기보다
수분을 더 많이 가지고 있는 공기가 저항이 더 낮기 때문에
번개는 이런 공기를 찾아 이리저리 움직이게 됩니다

그래서 일직선으로 치는 것이 아니라 지그재그로 치는 것이죠

우리가 어떤 목적지까지 가는데 일직선으로 가면 가장 빠르겠지만
장애물이 있을 경우 돌아갈 수밖에 없는 것과 같다고 할 수 있습니다



번개가 치는 순간 온도는 27000도 정도 된다고 합니다
번개 주변에 있던 공기는 순간적으로 엄청난 고온에 노출되는데

갑작스럽게 팽창하게 되면서 주변 공기와 부딪혀 굉음이 발생하는데
이것이 바로 천둥이죠

그런데 번개는 번쩍하고 한번 치는 것과 달리
천둥은 쿠과과고가ㅘ광 하면서 소리가 여러 번 들립니다

 


사실 천둥은 원래 번개가 번쩍할 때 한 번만 소리가 납니다
하지만 번개와 우리 사이 거리가 굉장히 멀기 때문에

소리가 귀까지 전달되는 과정에서 장애물에 부딪혀
시간차가 발생하기 때문에 실제보다 긴 시간 동안 들리는 것입니다

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전투기 조종사는 산소마스크를 끼는데 여객기 조종사는 왜 안낄까

 

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전투기는 끼는데 여객기는 왜 안낄까

1903년 라이트 형제에 의해 세계 최초의 동력 비행기가 만들어져
이날 이후로 인류는 하늘을 날아다닐 수 있게 되었습니다

물론 사람을 태워 다니는 여객기가 만들어져
먼 나라로의 여행이 편해졌다는 긍정적인 측면도 있지만

전투 임무를 수행하기 위한 전투기가 만들어져
적의 침략이 지상뿐만 아니라 공중에서도 가능해졌다는
부정적인 측면도 있습니다

이처럼 여객기와 전투기는 역할이 다릅니다
그리고 이것을 조종하는 조종사의 모습도 다르죠

여객기 조종사는 별다른 장비를 착용하고 있지 않지만
전투기 조종사는 헬멧과 산소마스크를 끼고 있습니다

똑같이 하늘을 나는 비행기인데
조종사의 모습이 다른 이유는 무엇일까요



우리가 살아가는데 가장 필수적인 것 중 하나가 바로 산소입니다
숨을 쉬면서 공기중에 있는 산소를 마시는데
성인 남성은 1분에 15번 정도 숨을 쉰다고 합니다

공기가 누르는 압력 이것을 기압이라고 합니다

지구의 중력은 지구 중심에 가까울수록 힘이 크고
중심에서 멀어질수록 힘이 약해집니다


공기 역시 지구 중력의 영향을 받기 때문에
지표면에서는 많은 양이 존재하지만
하늘로 올라갈수록 양이 줄어듭니다

이것을 기압이 낮아진다고 하죠

공기의 양이 줄어들면 산소의 양도 줄어듭니다

높은 산을 오르다 보면 귀가 먹먹해지고 숨 쉬는게 힘들어지는데
이것은 기압이 낮아졌기 때문입니다

산소가 부족하면 시야가 흐려지거나 어지럽고 두통이 발생할 수 있습니다



해수면에서 위쪽으로 얼마나 떨어져 있느냐를 따지는 것이 고도입니다
즉 고도가 높다면 기압은 낮을 수밖에 없습니다

비행기는 고도가 높은 곳에서 비행을 합니다
전투기의 경우 16,000m 이상 올라가는데
이곳은 산소가 거의 없는 환경이기 때문에
조종사들이 산소마스크를 끼는 것입니다

여객기의 경우 국제선은 10,000m 높이에서
국내선은 8000m 높이에서 비행을 한다고 합니다


전투기에 비해 낮은 높이지만
역시 산소가 거의 없는 환경입니다

하지만 조종사는 물론 승객들도 산소마스크를 끼지 않습니다

이런 이유는 여객기에는 기압을 조절하는 장치가 있기 때문입니다
이것을 여압장치라고 말하죠



여압장치는 공기의 양을 조절하는 방식으로 작동됩니다
고도가 높아져 기압이 낮아지면
압축기를 이용해 여객기 외부에 있는 공기를 빨아들입니다

압축기를 통과한 공기는 고온 고압의 상태로 바뀌는데
이러는 과정에서 공기 중에 있는 좋지 않은 물질이 걸러져
깨끗한 공기가 된다고 합니다

이후 고온 고압의 공기는 냉각장치를 거쳐
우리가 숨을 쉬는데 적당한 온도로 바뀌어
객실 내부로 들어오게 됩니다


이때 객실 내부의 기압은 지상과 비슷한 수준까지 올라간다고 합니다

그렇기 때문에 여객기 조종사와 승객은
높은 고도에서도 산소마스크를 끼지 않는 것입니다

여객기의 경우 두 명 이상의 조종사가 필요합니다
만일의 사태에 대비하기 위함인데
두 명 중 한 명이 화장실이나 다른 이유로 자리를 비울 경우
남은 한 명은 혹시 모르니 산소마스크를 끼는 경우도 있다고 합니다

 

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