추운 날 밖에 나가 차의 철판을 만지면 굉장히 차갑다. 하지만 나무를 만지면 약간 덜 차갑고 스티로폼을 만지면 오히려 따뜻하게 느껴진다. 그렇다면 이 세 가지 물체의 온도는 서로 다른 것일까?
한 물체에서 온도가 높은 부분과 낮은 부분이 생기면 온도가 높은 부분에서 낮은 부분으로 열이 이동해 결국에는 전체적으로 같은 온도가 된다. 이러한 현상은 고체, 액체, 기체에 관계없이 세상에 존재하는 모든 물질에서 일어난다. 이를 ‘열전도’라고 한다.
어떤 물질이 열을 얼마나 잘 전하는가의 정도를 ‘물질의 열전도율’이라고 하는데 금속 종류는 열을 잘 전도하는 ‘양도체’이고 나무나 스티로폼, 공기 같은 것은 열이 잘 전달되지 않는 불량도체이다. 겨울철 바깥에 있던 철판은 열전도율이 높아 손을 대었을 경우 손에 있는 열을 빨리 빼앗기 때문에 차갑게 느껴진다. 반면 스티로폼은 열전도율이 아주 낮아 열을 반사하는 것처럼 느껴지게 된다.
은(銀)은 금속 중에서 열전도율이 가장 높다. 뜨거운 국속에 은 숟가락을 잠시만 담가 놓아도 금새 손잡이 부분까지 뜨거워지는 것을 느낄 수 있다. 구리도 열전도율이 높아 가정의 온돌 배관에 많이 사용되고 있다. 반대로 스티로폼은 열전도율이 낮아 단열재로 쓰인다.
/ 전관수(국립중앙과학관이공학전시연구팀장)
□ 탐구응용 퀴즈
1. 두꺼운 옷 하나를 입는 것과 얇은 옷 여러 개를 입는 것 중 어느 편이 보온이 잘될까?
2. 변전소의 대형 변압기에서는 많은 열이 발생하는데 어떻게 냉각을 할까?
□ 1번 답 : 얇은 옷 여러 개를 껴입는 것이 옷 사이의 공기층이 많이 생겨 보온효과가 더 좋다.
□ 2번 답 : 변압기 외부를 감싸고 있는 철판을 얇은 격자모양으로 해 공기와 닫는 부분을 넓게 하여 열발산 효율을 높여준다.
/ 소년조선일보ㆍ국립중앙과학관 공동기획
