2
부산메디클럽

[과학에세이] 열 변화로 이루는 기술 신화 /권태우

평범한 열 변화 관찰, 냉장고 등 발명됐듯 최첨단 기술문명도 사소하게 시작된다

  • 디지털콘텐츠팀 inews@kookje.co.kr
  •  |   입력 : 2010-11-08 20:12:32
  •  |   본지 30면
  • 글자 크기 
  • 글씨 크게
  • 글씨 작게
가을분위기를 고조시키며 울긋불긋하던 단풍도 마지막 발버둥을 치며 떨어져 찬바람에 흩날리고, 어느덧 하얀 겨울을 기다리게 되었다. 태양열로부터 가장 멀리 소외된 남극대륙은 영하 89.2도로 지구상 최저온도를, 1981년 1월 5일 경기도 양평은 영하 32.6도로 대한민국 최저온도를 기록하였다. 강원도 최전방은 연일 강추위가 몰아침에도 불구하고 아직 양평의 온도를 깨지 못하고 있음은 흥미롭다. 겨울 등반이나 운동 후 땀에 젖은 옷을 오래입고 있으면 수분이 증발하면서 몸의 열을 빼앗아 함께 날아간다. 따라서 겨울철 차가운 기온에서는 급격한 저체온증을 특히 조심해야 한다. 강하다고 우쭐대는 인간도 36도 체온에서 3~4도만 높거나 낮아져도 체온조절 방어기전을 담당하는 뇌나 심장 등의 기능이 여지없이 무너지면서 생명을 잃을 만큼 열 변화에 특별히 민감하고 연약하기만 하다.

얼음을 사용하면 누구나 0도에서 5도 정도의 낮은 온도는 쉽게 얻으며, 여기에 소금을 넣어주면 영하 5도까지 낮출 수 있다. 더 낮은 온도는 아이스크림 가게에서 흔히 사용하는 드라이아이스나 액화질소에 아세톤이나 펜테인 같은 휘발성이 강한 액체들을 섞어서 만든다. 휘발성 강한 액체일수록 주위의 더 많은 열을 빼앗아 공기중으로 날아가는 성질 덕분에 누구나 저렴한 비용으로 영하 78도 혹은 영하 160도의 특정저온을 얻을수 있다. 액체헬륨을 사용하면 영하 269도 까지도 얻을 수 있다. 그러나 이보다 더 낮은 온도를 얻기란 노벨상 따기처럼 그리 단순하지가 않다. 과학자들은 루비듐이나 나트륨원자 기체를 이용한 레이저 첨단 냉각기술을 사용하여 현재 영하 273도 근처 온도까지 성공하여 이미 노벨 물리학상을 수상하였다. 이 온도는 측정 계산되어진 우주 평균 온도인 영하 270도 보다 더 낮은 온도이다. 이러한 극저온에서는 냉동인간의 환생, 비행기만큼 빠른 총알기차 등과 같이 우리가 알고 있는 과학을 초월하여 영화에서만 기획될수 있는 공상세계들이 펼쳐진다. 현재는 이를 위하여 풀어야 할 문제들이 여전히 남아있으나 그래도 저온조건 확보라는 걸음마 단계에는 도달한 셈이다. 우주는 낮은 온도가 항상 유지되고 있으므로 하늘을 향하여 쏘아올리는 위성발사의 끊임없는 노력은 지금도 계속되는 것이다.

피부를 알코올로 소독할 때 시원함을 느끼는 것은 알코올이 증발할 때 피부표면의 열을 빼앗아 도망가기 때문이다. 마치 오토바이 날치기가 가방을 채 가면서 도망가듯이 액체도 기체상태로 전환될 때 주변의 열을 낚아채 가면서 도망간다. 한여름의 뜨거워진 도로나 운동장에 물을 뿌리는 것도 물로 지면을 식힌다는 것보다는 물이 증발할 때 주위의 열을 빼앗아 함께 날아가는 원리를 이용하는 것이다.

영국의 화학자인 죠셉 블랙 (Joseph Black·1728~1799)은 이러한 열 변화 성질을 관찰하고 연구하여 인간 생활의 패턴을 바꾸게 하였던 원조이다. 그는 물을 끓이는 동안엔 아무리 가열해도 물이 증발하면서 물 표면의 온도를 빼앗아 계속 낮아지므로 공급되는 열은 100도를 맞추는데 쓰이므로 더 이상 온도가 올라가지 않음을 관찰했다. 이 원리가 에어컨이나 냉장고를 탄생시키는데 결정적인 역할을 하였다. 에어컨은 내부의 압축된 냉매 액체가 기체로 도망가는 과정에서 더운 실내공기의 열을 빼앗아 가므로 온도가 낮아지게 되는 원리를 가진다. 물론 안에서 기화된 냉매기체는 압축기를 통한 응축과정을 통하여 다시 액체상태로 돌아오는데 이때는 열을 방출하게 되어 밖으로 뜨겁게 빠져나가는 과정의 열변화가 반복되는 것이다.

이와 같이 일상생활에서 볼 수 있는 평범한 열변화 현상들에 대한 관찰을 놓치지 않았던 죠셉 블랙의 집념의 결과는 효율적인 증기기관 발명과 더불어 산업혁명의 기술신화로 이어져 당시 영국을 유럽강대국의 위치에 올려놓는 계기가 되었다. 현재는 냉동기술, 제트엔진이나 핵발전소 등에 까지 응용되면서 과학 교과서 속에 남아 지금까지 가르침을 주고 있음을 볼 때 새로운 과학 기술문명 창조의 출발은 우리 주변 아주 가까이에서 시작되고 있음을 실감하게 된다.

경성대 화학과 교수

※사외 필자의 견해는 본지의 제작방향과 일치하지 않을 수도 있습니다.
ⓒ국제신문(www.kookje.co.kr), 무단 전재 및 재배포 금지
국제신문 뉴스레터
국제신문 네이버 뉴스스탠드 구독하기
국제신문 네이버 구독하기
뭐라노 뉴스

 많이 본 뉴스RSS

  1. 1‘흉물 논란’ 말 많던 부산 초량천 조형물, 결국 옮긴다
  2. 2공시생 죽음 내몬 불공정면접 “사위 합격 도와줘” 청탁 확인
  3. 3부산시민공원 촉진3구역에 '아크로' 들어설까
  4. 4이대호의 10번, 롯데 ‘영구결번’
  5. 5해빙 녹아내린다, 인류 멸망시계 더 빨라졌다
  6. 6에코델타시티 푸르지오 센터파크 분양가 평당 1420만 원
  7. 7'수리남' 속 거기, 알고보니 부산이었다
  8. 8부산 서면 클럽서 합성대마·코카인 판 클럽MD 징역 3년
  9. 9권한 없는 ‘지방시대위’ 취지 퇴색
  10. 10장순흥 부산외대 신임 총장 선임
  1. 1권한 없는 ‘지방시대위’ 취지 퇴색
  2. 2윤 대통령 지지율 다시 '최저' 24%, 비속어 파문 영향
  3. 3박진 외교장관 해임안 野 단독 처리…尹대통령 거부권 시사
  4. 4박진 장관 해임건의안에 與 국회의장 사퇴 결의안으로 맞불
  5. 5尹대통령 '박진 해임 거부, 野 "민심거역 참담" 與 "사필귀정"
  6. 6국힘 부산시당, 지방대 육성 간담회 열어
  7. 7‘찐尹’ PK 총선 출마설…국힘 현역들 예의주시
  8. 8‘술자리 만찬’ 권성동 징계 심의 내달 6일...이준석도 같은 날
  9. 9국부 연 수천억 유출... 해사법원 부산 설치 급하다
  10. 10단체장 권한 집중 획일적 구조…행정전문관 등 대안 고민
  1. 1부산시민공원 촉진3구역에 '아크로' 들어설까
  2. 2에코델타시티 푸르지오 센터파크 분양가 평당 1420만 원
  3. 3상선 재개 HJ중공업, 거제공장으로 개소해 생산능력 확대
  4. 4상선 재개 HJ중공업, 거제공장으로 개소해 생산능력 확대
  5. 5결선 6팀에 상금 18만 달러 ... 아시아창업엑스포 11월 열린다
  6. 6대형마트 리뉴얼 바람…체험·체류형 ‘핫플’로
  7. 7조선해양 미래비전 공유·글로벌 비즈니스 성과 빛났다
  8. 8장민호가 입는 가을·겨울 골프웨어…민트 컬러와 알프스의 눈·별 모티브
  9. 9국토부, 주택도시보증공사 정밀감사 들어가
  10. 10더 악화된 부산 '소비 양극화'…8월 백화점 판매만 활황
  1. 1‘흉물 논란’ 말 많던 부산 초량천 조형물, 결국 옮긴다
  2. 2공시생 죽음 내몬 불공정면접 “사위 합격 도와줘” 청탁 확인
  3. 3부산 서면 클럽서 합성대마·코카인 판 클럽MD 징역 3년
  4. 4기장 건설현장 인부 130명 식중독 증세
  5. 5HJ중공업, 플로깅(걸으며 쓰레기 줍기)으로 깨끗한 영도 만든다
  6. 6부전시장 일대서 상습 소매치기 혐의 60대 남성 긴급체포
  7. 7[카드뉴스]내달부터 일본, 태국 입국 규제 완화…해외여행 입국 규제 모음
  8. 8동경도 미래지향도 좋지만…놓치지 말아야 할 지금 이 순간
  9. 9오태원 북구청장 ‘226억6700만원’…부산 신규당선 선출직 중 최고 부자
  10. 10내일부터 ‘입국 후 PCR 검사’ 해제…신규확진 2만8497명
  1. 1이대호의 10번, 롯데 ‘영구결번’
  2. 2‘조선의 4번 타자’ 마지막 경기로 초대
  3. 3‘니가 가라 2부리그’ 우승 경쟁만큼 치열한 K리그 잔류 전쟁
  4. 4이견없는 아시아 요트 1인자…전국체전 12연패 달성 자신
  5. 5저지, 마침내 61호 홈런…61년 만에 AL 최다 타이
  6. 6“농구의 계절 왔다” 컵대회 10월 1일 개막
  7. 729일 지면 5강 희망 끝…푹 쉰 롯데, KIA 잡아라
  8. 8벤투 ‘SON톱+더블 볼란치’ 카드, 본선서 ‘플랜A’ 될까
  9. 92022 전국체전 금메달 기대주 <3> 사이클 이혜진
  10. 10본선 상대 우루과이·가나 나란히 승전보
우리은행
주민이 직접 설계하는 지방자치단체 구성
단체장 권한 집중 획일적 구조…행정전문관 등 대안 고민
부산시의회 상임위 들여다보기
복지환경위원회
강동진의 도시이야기 [전체보기]
이영희와 우영우, 그리고 우리들
제1부두서 부산비엔날레가 열린다고?
기고 [전체보기]
바이오융합 방위산업으로 국가산업 구조 개혁
출발선 다른 청년정신장애인의 지원방향 묻다
기명칼럼 [전체보기]
네옴시티와 행복도시
약자 복지와 보편적 복지
기자수첩 [전체보기]
표현도 가지각색, 부산 팬들의 뜨거운 롯데 사랑
김해시 현안, 전 시장 일이라도 수습을
김갑수의 생각 [전체보기]
민주당, 가망 있을까?
당신들의 세상이 아니다
김석환의 이미 도착한 미래 [전체보기]
출산율 0.73 부산에 수의대를 허하라
4차 산업혁명과 전쟁 가능한 ‘보통국가’
김용석의 시사탐방 [전체보기]
민심, 그 숨은그림찾기의 비밀
영화관을 지켜낼 수 있을까
김지윤의 우리음악 이야기 [전체보기]
새로운 음악생태계 모색
유형과 무형의 문화유산이 만날 때
뉴스와 현장 [전체보기]
부산 조정대상지역 이번엔 해제될까
부산 역사 담은 롯데타워 되길
도청도설 [전체보기]
부산롯데타워
최동원 어록 펼침막
박상현의 끼니 [전체보기]
영암 어란
기장군 말미잘탕
사설 [전체보기]
부산 기초의회 수당 대폭 인상 시민이 납득하겠나
여당이 내민 ‘민생경제협의체’ 제대로 실천하라
세상읽기 [전체보기]
인구가 많아야 부자국가다
이수훈 칼럼 [전체보기]
험난한 선진외교의 길
우크라이나 전쟁과 한반도
이제명의 오션 드림 [전체보기]
노아 방주의 실천적 교훈
에너지 가치사슬의 완성
이홍의 세상현미경 [전체보기]
한국, 세계의 중심국이 되다
푸틴, 리더의 함정에 빠지다
장병윤의 대안 모색 [전체보기]
정치인의 언어
우리는 농업을 지킬 수 있을까
전호환의 두잉세상 [전체보기]
대한민국의 미래, 부울경 메가시티
새 대통령에 거는 기대, 두잉(Do-ing)
차재원의 정치평설 [전체보기]
난국 탈출, 대통령의 공감과 감응부터
민주당, ‘닮은꼴’ 영국 노동당에 배울 점
최태호의 와인 한 잔 [전체보기]
와인은 외로워
인 비노 베리타스, 그리스와인
특별기고 [전체보기]
‘국민 언니’의 원조 강수연 배우를 떠나보내며
하순봉의 음악이야기 [전체보기]
베토벤의 머리카락
‘보리밭 사잇길로’ 윤용하
황정수의 그림산책 [전체보기]
신명연의 ‘양귀비꽃’
민화에 대한 수상한 시선
  • 맘 편한 부산
  • 유콘서트
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내
스토리 박스