바람이 없는 밀폐된 공간의 가습기 의문점
회사에서 가습기 틀면서 멍때리고 있는데
문득 생각이 들더군요. 바람 일절 없는 밀폐된 공간입니다.
가습기는 일정한 전력을 소비하면서 일정한 양의 물을
일정한 간격,방향으로 내뿜는데
왜 다른 형태? 모양으로 연기가 나올까요?
1초마다 확인을 해봐도 떨어지는 미세 물 입자의 모양 결?이 다릅니다. 설명 부탁합니다.
6개의 답변이 있어요!안녕하세요. 백대균 과학전문가입니다.
밀폐된 공간이라도 실내에 공기는 끊임없이 운동을 합니다. 특히, 외부벽에서 전해오는 온도차이로 인해 공기는 계속 순환작용을 합니다. 온도차이가 나면 뜨거운 공기는 올라가고 차가운 공기는 내려오는 기본 운동에 벽에서 전해오는 온도변화로 공기는 끊임없이 운동을 합니다. 밀폐된 공간에 햇빛을 비추어 보면 공기가 엄청난 운동을 하고 있다는 것을 알 수 있습니다. 가장 큰 원인은 외부벽에서 전해온도 온도차이 입니다. 그 다음으로 밀폐된 공간에서 수 많은 집기들의 영향입니다. 공기가 순환하면서 이 집기들과 끊임없이 충돌하고, 집기의 온도 또한 공기의 온도와 다르므로 공기가 복잡한 운동을 하는 것입니다. 공기가 복잡한 운동을 하고 있으므로 일정양의 물을 내품어도 규칙적인 모습이 될 수 없습니다.
다음으로 가습기를 작동하는 전기의 변화입니다. 모든 전기 장치는 모터의 구동에 의해 움직이는데 전기도 자세히 살펴보면 미세하게 변합니다. 즉, 200V를 공급하지만 220V에서 플러스 마이너스로 조금씩 썹동합니다. 완전한 200V를 계속 공급하는 것은 불가능합니다. 이 전기차이로 인해 우리 눈에는 일정한 양의 물이 공급되는 것처럼 보여도 물이 뿜어지는 양은 계속해서 변하고 있습니다. 실내의 공기의 흐름도 미세하게 움직이고, 뿜어나오는 물의 양도 미세하게 변하므로 연기가 계속 변하는 것입니다.
바람이 없는 밀폐된 공간에서 가습기를 사용하다가 물의 모양이 다르게 나와 의문을 가진 상황입니다. 가습기는 일정한 전력을 이용하여 물을 일정한 간격과 방향으로 내뿜습니다. 이때 물 입자는 공기와 함께 혼합되며, 공기 중에는 미세한 입자들이 존재합니다. 이러한 미세 입자들과 물이 충돌하면서 물 입자는 미세 입자들과 결합하여 연기와 같은 형태로 보일 수 있습니다. 이 연기는 공기 중에 떠다니는 미세 입자들과 물 입자의 결합에 의해 형성되는 것으로 생각됩니다.
가습기는 전기에 의해 깨끗한 물을 입자화하여 실내에 뿜어내게 합니다.
다양한 기술이 있는데 예시로 초음파 가습기의 경우 주파수의 전기신호를 발생시켜
물속에 놓인 진동자로 전달하는 형식으로 작동합니다.
일정한 전력을 소비하더라도 내부의 주파수가 주기적으로 달라진다면
연기의 모양이 다를 수 있습니다.
안녕하세요.
이 현상은 엔트로피와 분자의 떨림에 관계가 있습니다.
모든 물질 및 현상 그리고 에너지는 항상 무질서한 방향으로 움직인다는것이 엔트로피의 법칙이라고 이해하시면 될것같은데요, 말그대로 법칙이기때문에 원론적인 이야기는 할수 없습니다. 단순히 뭉쳐있던 수증기가 넓은공간으로 나옴으로써 무질서하게 퍼진다고 볼 수있겠습니다.
두번째는 분자 및 원자는 절대영도가 아닌이상 제자리에서 항상 진동하고있습니다. 그 이유는 전자가 원자핵을 끊임없이 돌고있기 때문입니다.
이러한 미세한 떨림들이 모여서 무작위적 이동을 한다고 보시면될것 같습니다.
감사합니다.
안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
가습기에서 나오는 물의형태가 바람이 불지 않아도 각각 다르다는 질문인거같은데요
바람이 없더라도 공기의 흐름은 있고 이로인해서 다르게 나올 거 같습니다
안녕하세요. 과학전문가입니다.
밀폐된 공간이라도 공기는 순환합니다. 내부의 천장과 바닥간 온도차, 창가와 안쪽간의 온도차 등이 있을 것이고 창 또는 문에 미세한 틈으로 공기들이 들락날락하겠지요.
만약 움직임이 전혀 없다면 누군가 음식을 먹거나 방귀를 뀌어도 퍼지지 않아야 하겠죠?
좀 더 미시적인 관점에서 이야기 해보겠습니다.
첫째로 주변이 계속 변화합니다. 가습기는 계속 물을 공기중에 공급해주고, 그 물은 증기압에 의해 기화합니다. 그럼 주변의 증기압도 변화하고 습도도 변화합니다. 습도를 올려주려고 쓰는 것이 가습기이니 당연한 이야기겠죠. 습도에 따라, 증기압에 따라 기화되는 양도 달라지고 (사실 눈에 보이는건 수증기로 기체화된 것이 아닌 공기중에 작은 물 입자라고 보는게 맞습니다.) 이에 따른 수증기의 움직임도 달라지겠지요.
둘째로, 엔트로피적 관점입니다. 콜로이드(쉽게 생각하면 흙탕물이라고 보시면됩니다.)안의 녹지않은 입자들은 random하게 움직이는 브라우니안 모션을 보여줍니다. 공기중의 수증기도 다른 제약이 없으면 자유로운 움직임을 가질 것입니다. 즉, 자연적으로 엔트로피(자유도, 무질서도)가 높아지는 방향으로 가기 때문에 그냥 놔두게되면 어질러지는 방향으로 나타납니다.
일정한 방향으로 일정한 속도로 움직인다는 것은 이의 자유를 제한하고 그 방향으로 강제하는 힘이 매우 강하다는 뜻입니다. 가습기의 바람이 한쪽방향으로 매우 세거나 하면 그렇게 흘러가겠지요.
아마 가습기의 수증기 분출 입구와 아주 가까운곳은 일정한 흐름(바람에 따라) 흐르고 있을 것이고, 이에 미치지 못하는 부분에서부터 흐트러지기 시작할 것으로 생각되네요. 실제 관찰해보시면 그럴 것입니다.
