빨래에 있던 물은 어디로 가나요?
젖은 수건을 널어 두면 천에 머물던 물이 조금씩 수증기로 바뀌어 공기 중으로 이동합니다. 액체 표면에서 물이 기체로 바뀌는 증발입니다. 실내 온도에서도 물 분자 가운데 일부는 표면을 떠날 만큼의 에너지를 얻어 공기로 빠져나갑니다. 시간이 흐르면 수건에 남은 물의 양이 줄어듭니다.
증발에는 에너지가 필요합니다. 이때 물과 천, 주변 공기에서 에너지를 가져오므로 젖은 표면이 식기도 합니다. 수건이 마르는 속도를 살피려면 물이 빠져나가는 과정과 표면에 열이 전달되는 과정을 함께 생각해야 합니다.
바람은 빨래 곁에서 어떤 일을 하나요?
공기가 거의 움직이지 않으면 젖은 천 가까이에 수증기가 모입니다. 바람은 이 공기를 다른 곳으로 옮기고 주변 공기가 천에 닿게 합니다. 천 곁으로 들어오는 공기가 충분히 건조하면 수증기가 계속 빠져나가기 쉬워집니다. 같은 조건의 수건에 선풍기 바람을 보내면 대체로 건조가 빨라지는 까닭입니다.
바람의 세기와 건조 시간의 관계는 천에 남은 물의 양과 두께, 표면 온도, 주변 습도에 따라 달라집니다. 닫힌 방에서 공기만 계속 돌리면 방 안에 수증기가 쌓일 수도 있습니다. 바람의 세기와 환기로 들어오는 공기의 상태를 함께 살펴야 합니다.
습도 40퍼센트와 80퍼센트는 어떻게 다른가요?
상대습도는 공기 중 수증기가 그 온도에서 포화 상태에 얼마나 가까운지 나타냅니다. 수증기가 포화 상태에 이르면 상대습도는 100퍼센트입니다. 같은 온도의 공기라면 상대습도 80퍼센트인 쪽의 수증기압이 40퍼센트인 쪽의 두 배입니다. 젖은 표면의 온도까지 같을 때, 주변 습도가 높아지면 수증기가 표면에서 공기로 빠져나가는 순이동이 줄어듭니다.
상대습도를 읽을 때는 온도도 함께 봐야 합니다. 온도가 바뀌면 포화 상태에 해당하는 수증기압이 달라집니다. 그래서 실습에서는 온도와 천의 상태를 같게 두고 습도만 바꿉니다. 이어서 습도를 고정하고 공기의 움직임만 바꾸면 두 조건의 역할을 차례로 살펴볼 수 있습니다.
바람의 효과를 확인하려면 어떻게 비교하나요?
같은 재질과 크기의 천 두 장을 준비하고 각각 마른 상태의 질량을 잽니다. 같은 양의 물을 적신 뒤 넓게 펼쳐 한쪽에만 바람을 보냅니다. 같은 시간 간격으로 질량을 재면 각 천에서 물이 얼마나 줄었는지 알 수 있습니다. 천의 두께나 햇빛까지 함께 바꾸면 어느 조건이 차이를 만들었는지 판단하기 어려워집니다.
아래 활동은 습도와 바람에 따른 증발의 경향을 읽는 모형입니다. 선택한 조건에서 수증기가 이동하는 까닭을 설명하며, 건조에 걸리는 시간은 실제 측정으로 확인합니다. 습도 80퍼센트에 강한 바람을 준 경우와 습도 20퍼센트에 바람을 멈춘 경우의 건조 시간을 비교하려면 온도와 천의 상태를 포함한 추가 측정이 필요합니다.