여름에 몸에 물을 뿌리고 선풍기 바람을 쐬면 시원한 이유에
대해서 설명하기 위해서 기화열에 대해서 설명을 해주고 있었습니다.
물의 액체/기체/고체 상태변화와 끓는점/어는점/녹는점에
대해 설명을 해주었는데... 물이 100도가 되면 액체에서 기체가
되고 이때 기화열을 주변으로부터 흡수한다고 설명하는 와중에
내 피부는 100도가 아닌데 왜 물이 수증기가 되느냐는 질문에
그만 말문이 막혀버리고 말았습니다..
물이 액체에서 기체가 되려면 끓는점인 100도가 넘어야 할텐데..
도대체 왜 100도가 안되었는데도 물이 증발하는거죠?
알고보니 저 자신도 이걸 모르고 있었더군요.
증발과 기화가 완전히 다른 현상인가요? 그럴리 없을 것 같은데...
그러고보니 이 간단하다고 생각되는 초등학교 수준의 과학지식에
대해서조차 저는 완전히 알고 있지 못했습니다.
한심하더군요....
역시 누군가를 가르친다는 것은 자기 자신을 진지하게 되돌아보는
시간이 되는 것 같습니다. 특히 날카로운 질문을 받았을때 말이죠.
온도는 운동에너지의 평균입니다. 그릇에 담겨 있는 물 분자들은 제각기 다른 운동에너지를 가지고 있는데, 그 평균치를 온도라고 하는 거예요. 미지근한 물이라도 정규분포의 한쪽 끝에 있는 일부 분자들은 운동에너지가 평균보다 훨씬 높기 때문에 튀어나갈 수 있습니다. 온도가 높아질수록 쇼생크 탈출을 감행하는 분자도 많아지고, 그래서 물이 더 빨리 증발합니다. 주변 기압이 낮아도 마찬가지입니다. 공기가 꾹 누르고 있지 않으면 운동에너지가 좀 딸리는 애들도 쉽게 날아갈 수 있습니다. 우리가 흔히 끓는점이라고 말하는 100도는 날아가려는 물 분자들의 힘이 1기압의 압력과 평형을 이루는 지점일 뿐이지요.
... 라고 처음부터 가르친다면 너무 어려울 것 같네요. 그러다 보니 99도까지 얌전하게 액체 상태로 있다가 100도가 되면 갑자기 펑 하고 기체로 변신하는 거야!! 라는 잘못된 지식이 전국의 초딩들에게 주입되고 있다는... ㅠ
... 그나마 쉽게 설명하자면 온도가 높아질수록 빨리 증발해!! 100도가 되면 그냥 다 증발하는 거야!! 네 손에다가 물 뿌리면 마르는 데 몇 분 걸리지만 이 후라이팬에 뿌리면 1초만에 없어져!! 라고 하면 되려나요 ㅋㅋㅋ
라이덴프로스트 효과라니 ㄷㄷㄷ 무슨 끝말잇기에나 나올 법한 전문용어네요. ㅋㅋ
잘 달구어진 스뎅 후라이팬에 물을 뿌렸을 때 또르르 굴러다니면 그 때 고기를 넣으면 된다는....
100도가 된다고 기체가 되면 라면끓일려고 물끓고 면을 넣을려고 보면 물이 다 사라졌어야됩니다.^^
끓는점인 100도에서만 기화가 되면 물을 바닥에 엎질렀을때 그냥 냅두면 영원히 마르지 않겠죠....
증발은 표면에서 기화가 일어나는 현상으로 알고 있습니다.
기화는 분자 사이의 인력이 약해져서(보다는 인력보다 나가려는 힘이 더 강해져서) 일어나는 현상이구요.
모두가 50도라고 외칠 때 '나는 70도!'라고 외칠 수 있는 물분자가,
주위 인력을 이겨내고 대기로 해방되는 현상이 증발이라고 볼 수 있겠네요.
애초에 '물은 100도씨에서 기화한다' 보다는,
'물은 1기압에서 100도씨에 도달하면 내부에서도 기화현상이 일어난다' 가 올바른 설명인거구요.