진공청소기

Vacuum cleaner

진공청소기는 먼지를 «빨아들이는» 걸까요, 공기가 먼지를 «밀어 넣는» 걸까요?

무슨 일이 일어났나

청소기 속 모터가 팬을 빠르게 돌려 공기를 뒤로 내보내면, 몸통 안 압력이 방 공기보다 낮아집니다.

그러면 방의 공기 압력이 흡입구 쪽으로 공기를 밀어 넣고, 그 바람에 실린 먼지가 필터와 먼지 통에 걸립니다.

시뮬레이터에서 안쪽 압력을 바깥보다 5.00 kPa 낮추면 반지름 2 cm 흡입구로 미는 힘이 6.28 N(약 0.641 kg 을 매단 무게)이고, 10.0 kPa 낮추면 12.6 N 이 됩니다. 빨려 드는 바람 90.2 m/s 는 마찰을 뺀 이상값입니다.

휴버트 세실 부스는 1901 년 기차 객차를 압축 공기로 불어 청소하는 것을 보고, 먼지를 불어 날리지 않고 빨아들이는 기계를 떠올렸습니다(영국 과학박물관).

💡 생활 속 예시

청소기를 켠 채 흡입구를 손바닥에 대면 손이 착 달라붙는데, 안쪽 압력이 낮아 바깥 공기가 손등을 밀기 때문입니다.
빨대로 음료를 마실 때도 입 안 압력을 낮추면 컵 위 공기가 음료를 빨대 위로 밀어 올립니다.

어떤 부품이 무엇을 하나

모터 · 팬 — 공기를 몸통 뒤로 내보내 안쪽 압력을 낮춥니다.
흡입구 · 호스 · 솔 — 방 공기가 먼지와 함께 들어오는 길입니다.
먼지 통(먼지 봉투) — 들어온 먼지가 모이는 곳입니다.
필터 — 고운 먼지를 걸러 깨끗한 공기만 지나가게 합니다.
배기구 — 걸러진 공기가 몸통 밖으로 나갑니다.

스위치를 켜면 모터가 팬을 빠르게 돌립니다.
팬이 공기를 뒤로 내보내 몸통 안 압력이 낮아집니다.
방의 공기 압력이 흡입구로 공기를 밀어 넣고, 먼지가 바람에 실려 들어옵니다.
먼지는 먼지 통과 필터에 걸리고, 공기는 배기구로 나갑니다.

확인된 값

영국 기술자 휴버트 세실 부스(Hubert Cecil Booth)가 진공청소기를 떠올린 해: 1901 출처
계기 — 기차 객차를 압축 공기로 불어 먼지를 날려 청소하는 것을 보고: compressed air cleaning 출처
부스의 생각 — 먼지를 불어 날리지 않고 빨아들이는 기계: sucks up dirt 출처
초기 기계는 크고 비싸서 말이 끌고 다니며 집 밖에 세워 두고 긴 호스를 창문으로 넣었다: horse-drawn 출처
휴버트 세실 부스(1871~1955) — 초기 진공청소기 가운데 하나를 만든 기술자: Hubert Cecil Booth 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 과학(중학교) · 기체의 성질 [9과06-01]
잉글랜드 · KS3 Physics: Pressure in fluids

출처

이어서 보기

베르누이 원리

같은 단원 · 생활 속 기계

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