달린 뒤 자동차 타이어의 공기압은 왜 높아질까?
차가울 때와 달린 뒤의 공기 온도·부피를 바꾸어, 같은 공기가 따뜻해질 때 압력이 어떻게 달라지는지 계산합니다.
그림에서 무엇을 볼까요?
차가운 타이어의 공기가 주행 중 따뜻해지면 입자 운동이 활발해져 타이어 벽을 더 자주 밀고 게이지 압력이 높아지는 관계도
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.
함께 확인할 점
공기 양이 일정한 이상기체 모형입니다. 실제 타이어의 고무 변형, 열의 분포, 누출과 측정 오차는 단순화했습니다. 안전한 보충 압력은 차량 설명서와 운전석 문 안쪽 표지를 따르세요.
생각해 볼 질문
내 차량이나 자전거 타이어의 압력을 같은 계기로 아침과 주행 뒤에 잰다면, 공정하게 비교하기 위해 시간·온도·주행 거리 가운데 무엇을 기록할지 적어 보세요.
같은 숫자, 다른 인상
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