젖은 천 온도계로 보는 증발 냉각 실험
Evaporative cooling with a wet-cloth thermometer
온도계 하나에 젖은 천을 감으면, 같은 방인데도 왜 숫자가 내려갈까요?
무슨 일이 일어났나
미국 기상청 용어집의 건습구 습도계는 온도계 둘 가운데 하나의 구를 젖게 둔 기구로, 공기 속 수증기 양을 재는 데 씁니다.
젖은 쪽은 증발로 식어 마른 쪽보다 낮은 온도를 가리키며(미국 기상청), 시뮬레이터에서 25 °C 방의 젖은 온도계는 습도 30 % 에서 15.0 °C, 50 % 에서 18.2 °C, 80 % 에서 22.5 °C 입니다.
공기가 마를수록 두 온도계의 차이가 커지므로 이 차이로 거꾸로 습도를 알아낼 수 있고, 습도 100 % 에서는 두 쪽이 25.0 °C 로 같아집니다.
기상 관측용 휘돌림 건습구계는 손으로 돌려 젖은 구에 바람을 보내는데(미국 기상청), 바람이 없으면 젖은 천 둘레 공기가 습해져 숫자가 덜 내려가므로 집에서는 부채질로 대신합니다.
💡 생활 속 예시
- 여름철 마당에 물을 뿌리면 시원해지는 것은, 뿌린 물이 증발하며 땅과 공기의 열을 가져가기 때문입니다.
- 주사를 맞기 전 알코올 솜으로 닦은 팔이 서늘한 것은, 피부 겉의 알코올이 빨리 증발하기 때문입니다(USGS).
🧪 해 보기
- 같은 종류의 온도계 두 개(디지털 실내 온도계나 알코올 온도계)를 같은 자리에 10 분 두고 두 숫자가 같은지 봅니다.
- 실온에 받아 둔 수돗물에 거즈나 얇은 면 헝겊을 적셔, 한 온도계의 재는 끝을 감고 고무줄로 가볍게 묶습니다.
- 종이 부채로 두 온도계에 같은 세기의 바람을 2~3 분 보낸 뒤 두 숫자를 적습니다.
- 두 숫자의 차이를 시뮬레이터에서 방 온도 · 습도를 바꿔 가며 찾은 젖은 온도계 값과 견주어 봅니다 — 차이가 클수록 방이 건조합니다.
- ⚠️ 어린이는 어른과 함께 하고, 뜨거운 물이 아니라 실온의 물만 씁니다.
- ⚠️ 유리 온도계가 깨지면 손대지 말고 어른이 치우게 하며, 수은 온도계는 쓰지 않습니다.
- ⚠️ 선풍기 같은 전기 제품 대신 종이 부채를 쓰고, 젖은 천과 물그릇은 전기 제품에서 멀리 둡니다.
누가 왜 찾았나
날씨를 재는 사람들은 공기가 품은 수증기 양을 알려고 온도계 두 개를 나란히 씁니다. 미국 기상청 용어집은 건습구 습도계를 하나의 구를 젖게 둔 두 온도계로 풀이하고, 젖은 쪽이 증발로 식어 마른 쪽보다 낮은 온도를 가리킨다고 적습니다. 들고 다니는 휘돌림 건습구계는 손으로 빙빙 돌려 젖은 구에 바람을 보냅니다.
확인된 값
- 건습구 습도계: 두 온도계 가운데 하나의 구를 젖게 둔다 (NWS 용어집)
- one bulb kept wet 출처
- 젖은 쪽은 증발로 식어 마른 쪽보다 낮은 온도를 가리킨다
- registers lower 출처
- 건습구 습도계는 공기 속 수증기 양을 재는 기구다
- water vapor content 출처
- 피부에 바른 알코올이 빨리 증발하며 시원하게 느껴진다 (USGS)
- rapidly evaporates 출처
- 증발 냉각기는 건조한 곳에서 가장 잘 듣는다 (기온을 약 20 °F ≈ 11 °C 낮춤)
- 11 °C 출처
- 휘돌림 건습구계는 손으로 돌려 젖은 구에 바람을 보낸다 (NWS 용어집)
- whirled by hand 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(중학교) · 물질의 상태 변화 [9과04-04]
- 호주 v9 · AC9S4U02
출처
이어서 보기
같은 단원 · 상태 변화
- 개념끓는점과 압력
- 개념증발과 끓음
- 개념숨은열 (잠열)
- 개념녹고 얼고 끓는 변화 (상태 변화)
- 개념고체 · 액체 · 기체 (물질의 세 가지 상태)
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