실험 ①. 이슬 발생 실험하기
준비물
실험 방법
실험 ②. 안개 발생 실험하기
준비물
실험 방법
오늘의 개념. 공기 속 물의 다양한 형태
운동장을 흠뻑 적셨던 빗방울은 모두 어디로 가버린 걸까요. 운동장 표면 물이 주변 열을 흡수하면, 액체가 기체가 되는 '증발 현상'이 일어납니다. 널어놓은 빨래나 호수 표면, 물을 담은 컵에서도 일어나죠. 증발 현상으로 공기 중 기체 상태의 물인 수증기가 생기는 거예요.
Q. 수증기는 물로 다시 안 변하나요.
물질이 고체·액체·기체로 변화하는 것은 에너지의 흡수와 방출에 따릅니다. 물이 기체가 되려면 열에너지가 필요해요. 열에너지의 양은 100◦C보다 적어도 가능한데, 액체 상태 물을 전부 기체로 만들려면 100◦C 정도의 열에너지가 필요하죠. 비슷한 이유로 0◦C보다 낮은 영하의 온도에서도 공기 속에 기체 상태의 물이 있어요. 공기 속의 물을 전부 고체로 만들려면 영하보다 훨씬 낮은 온도가 되어야 하고요. 즉, 기온에 따라 공기 중에 있는 물의 양은 달라지겠지만 언제나 수증기가 들어 있죠.
Q. 안개는 어떻게 생기죠.
지표와 가까운 공기 중에 물방울이 떠다니며 뿌연 연기처럼 앞을 보이지 않게 하는 것을 안개라고 불러요. 안개는 강가·호숫가·바닷가 같은 물기가 많은 곳에서 봄·가을 새벽에 잘 만들어져요. 새벽에 안개가 많이 생기는 까닭은 그때 낮과 밤의 기온 차가 크기 때문이에요. 기온이 내려가면 대기 중의 수증기가 응결해서 아주 작은 물방울 상태로 변합니다. 이때 먼지와 같은 응결핵이 있으면 수증기가 물방울로 응결이 잘돼 안개가 쉽게 생겨요. 대기 오염이 심한 곳이나 공장 지대에는 먼지들이 많이 떠다녀 응결핵의 역할을 해 안개가 잘 생겨요. 안개 중에는 사람이 목숨을 잃을 수 있는 스모그 등 위험한 안개도 있어요. 공장·자동차 등에서 나온 위험한 연기가 섞여 만들어지는 나쁜 안개죠.
Q. 이슬·구름·안개·서리 무엇이 다를까요.
구름·비·이슬·안개 모두 공기 속에 수증기가 응결해 물방울이 된다는 점이 같아 구분이 어려울 수 있어요. 이슬은 풀잎·나뭇잎·창문·거미줄 등 물체에 맺혀요. 구름·안개에 비해 물방울의 크기가 크죠. 이슬의 친구인 서리는 수증기가 닿는 지표면이나 물체의 온도가 0◦C 이하일 때 이슬로 맺히지 않고 바로 어는 것을 말해요. 구름은 지표면에서 높이 떨어진 곳에서 기온 변화와 공기의 압력차로 물방울이 돼요. 안개는 지표면의 온도 변화로 물방울이 되고요. 작은 물방울이 수없이 떠 있는 현상이라는 점에서 구름·안개는 근본적으로 같죠. 둘을 구분할 수 있는 건 위치예요. 밑부분이 지표면과 접해 있으면 안개, 밑부분이 지표면에서 떨어져 있다면 구름이에요. 관측자가 보는 위치에 따라서도 달라질 수 있어요. 구름이 떠다니다가 높은 산기슭을 만났을 때 이를 지상에서 관측하면 구름이겠죠. 관측자가 산 위에 있어 지표면과 접해 보인 걸로 관측하면 안개겠고요.
정리=강민혜 기자 kang.minhye@joongang.co.kr, 도움말=김선왕 아꿈선 영상팀장