압력계는 바깥 공기와의 차이를 읽습니다
아침에 타이어 공기가 20°C이고 압력계가 230킬로파스칼을 가리킨다고 합시다. 자동차가 달리면 타이어가 반복해서 휘고 도로와 마찰하면서 타이어와 내부 공기가 따뜻해집니다. 공기 양이 거의 같고 부피 변화가 작다면, 온도가 오를수록 공기 입자가 타이어 안쪽 벽과 더 자주 세게 부딪혀 압력이 높아집니다.
계산할 때는 압력계 숫자에 해수면 부근 대기압 약 101.3킬로파스칼을 더한 절대압력을 사용합니다. 20°C·230킬로파스칼에서 공기가 50°C가 되고 부피가 같다고 두면, 따뜻한 게이지 압력은 약 263.9킬로파스칼입니다. 단순히 섭씨 50을 20으로 나누지 않고 두 온도를 켈빈으로 바꾸는 까닭은 열운동의 영점을 기준으로 비율을 써야 하기 때문입니다.
부피가 늘면 압력 상승폭은 줄어듭니다
따뜻해진 타이어가 조금 팽창하면 같은 공기가 더 넓은 공간을 차지합니다. 활동에서 부피 변화를 0퍼센트에서 3퍼센트로 바꾸어 보세요. 온도 상승은 압력을 올리지만 부피 증가는 압력을 낮추는 방향으로 작용합니다. 두 조건을 함께 바꾸어야 어느 효과가 더 큰지 계산할 수 있습니다.
이 모형은 공기의 양이 일정하다고 가정합니다. 밸브에서 공기가 새거나 측정하면서 공기가 빠지면 결과가 달라집니다. 햇빛을 받은 한쪽 면만 뜨거운 경우처럼 온도가 고르지 않을 때도 하나의 온도로 완전히 설명할 수 없습니다.
권장 압력은 차가운 상태에서 비교합니다
미국 도로교통안전국은 차량 제작사가 제시한 권장 압력을 타이어가 적어도 세 시간 주행하지 않은 차가운 상태의 값으로 설명합니다. 따뜻한 타이어의 높은 숫자를 보고 즉시 공기를 빼면, 다시 식었을 때 압력이 부족해질 수 있습니다.
따라서 이 활동의 계산값은 압력 변화의 방향과 크기를 이해하는 데 씁니다. 실제 차량의 압력 조정값은 타이어 옆면의 최대치가 아니라 차량 설명서와 운전석 문 안쪽 표지를 확인하고, 차가운 상태에서 정확한 압력계로 다시 재야 합니다.