[질문] 비오는 날에 자동차를 탈 때.

글쓴이
공돌이2
등록일
2002-07-10 10:29
조회
10,381회
추천
2건
댓글
19건
전부터 궁금했던 것인데 열역학적으로 쉽게 설명부탁드립니다.
 
 비오는 여름에 차를 타고 가면 자동차 유리 안쪽에 서리가 끼잖습니까?
 그런 경우 대개 외부 환기 버튼을 누른 뒤엣 에어콘을 틀거나 히터를 켜면
서리가 사라지는 것을 볼 수 있는데 왜 그런 현상이 발생하는 겁니까?

 공기의 온도와 포화수증기와의 관계가 있는 것 같은데, 음.... 머리가 굳어서
좀 알기 쉽게 설명 부탁드립니다.

 
  • 보통상식 ()

      공기의 주성분인 질소와 산소는 상온 상압에서 기체입니다. (당연)

  • 보통상식 ()

      H2O는 상압 영하에서는 고체인 얼음, 상압 100 deg.C이상에서는 기체인 수증기입니다. 모든 물질은 그 온도에 해당하는 증기압을 가지고 있습니다. (얼음도 그렇습니다. 겨울에 기온이 영상이 아닌데도 쌓인 눈이나 얼음의 부피가 줄어들죠) 차안의 탑승자가 내뿜는 숨에는 체온에서 포화된 양의 수증기 (기체)가 들어 있으며 계속적으로 차안 공기중의 수증기의 양을 증가시키게 됩니다. 그런데 차밖은 차안보다 온도가 낮으므로 차유리가 차갑게 되고 유리의 안쪽에 접촉한 실내공기는 냉각되게 됩니다. 이 공기는 포화농도만큼의 수증기를 함유하게 되고 나머지는 응축되어 액체가 됩니다. 이것이 차유리에 생기는 물이죠. (서리는 물이 언것이니까 적당한 표현은 아닙니다만 대부분 그런 표현을 쓰죠.) 이는 닫힌 계니까 그렇습니다.

  • 보통상식 ()

      비가 오지 않을 경우 내부에 습기가 차는 경우는 외부공기를 넣으면서 바람의 방향을 유리쪽으로 돌리면 거의 해결됩니다. 이것은 건조한 공기가 (습도가 낮은 공기가) 들어 와서 차안의 포화습도근처의 공기와 접촉하여 불포화상태로 만들기 때문에 유리에서는 더 이상의 물이 생기지 않고 생긴물도 조금씩 증발되어 없어집니다. (fan을 돌리지 않아도 효과가 있습니다)

  • 보통상식 ()

      비가 올 경우는 외부공기를 넣으면서 히터로 충분히 가열하면 역시 효과를 봅니다. 이것은 외부공기가 포화되어 있지만 공기의 온도가 올라가면 함유할수 있는 수증기의 양이 늘어나기 때문에 가열후는 상대적으로 불포화쪽으로 가기 때문입니다. (이때 외부공기를 넣지 않으면 닫힌 계이므로 언젠가는 차내의 온도에서 수증기가 포화되어 물이 생깁니다.)

  • 보통상식 ()

      제 개인적으로는 외부공기를 전혀 넣지 않는 편인데 (매연냄새와 먼지, 석면분진으로 인한 암 발생 우려때문임. 아이들이 싫어 하더군요) 에어컨을 틀고 히터는 약간 가열방향으로 하여 사용합니다. 그러면 실내의 포화상태에 가까운 따뜻한 공기는 에어컨에서 냉각되어 내부의 수증기가 응축되어 제거되고 (이때도 포화입니다만 온도가 낮으므로 함유하고 있는 물분자의 수는 적습니다) 다시 히터에서 가열되어 습도가 낮아져서 유리창의 물기를 제거할수 있습니다.

  • 보통상식 ()

      단 이 방법은 기름이 많이 들고, 외부공기를 받아 들이지 않을 경우는 잘못하면 한방에 유리가 다 가려 질수 있으므로 숙지후 사용하시기 바랍니다. (이 때는 한손으로 유리를 문지른후 비가 오든 말든 창문을 열고 외부공기 넣고 가열하고 창문 닫으세요) 특별한 경우 습도가 높은 흐린날에 에어컨을 유리쪽으로 세게 틀고 달리면 유리바깥에 물기가 생기는 것을 볼수 있습니다. 같은 원리입니다.

  • 소요유 ()

      일단 용어정리 : 유리창에 물방울이 맺히는 것은 '이슬' 이라고 하면 될 것 같고, 유리창의 이슬이 언 것은 '성애', 그리고 풀밭에 내린 이슬이 언 것은 '서리' 이렇게 쓰면 될 것 같네요.  보통상식님이 말씀하신 것을 정리하면  "차유리 안쪽에 이슬이 맺히는 것은  차안의 온도와 차밖의 온도차에 의하여 차 유리가  차 내부온도보다 냉각되어 그 온도가 '이슬점 온도'  아래로 떨어지기 때문이다.  이 이슬점 온도는 주어진 수증기 절대량으로 수증기가 100% 포화되는 온도이다.  다시말하면 대기는 주어진 온도 & 압력에서 함유할 수 있는 수증기의 최대량이 존재한다. " 뭐 이렇게 되네요.  차내부에서 에어콘을 트는 경우를 생각해 봅시다.  그러면 차 내부 온도, 특히 유리근처 공기의온도가 내려갑니다. 

  • 소요유 ()

      그러면 차안의 수증기 양은 일정하거나 증가 (왜냐하면 사람들이 숨쉬고 있으므로) 하는데 비하여 온도는 떨어지므로  이슬점 온도에 도달하여  차유리에 있는 이슬이  더 끼어야 할 것입니다. 이건 우리의 상식과는 다르죠?  경험에따르면  히터를 틀때보다  에어콘을 틀때 이슬제게 효과가 더 낫지 않습니까 ? 어쩐 일일까요 ?  비밀은 에어콘에서 공급되는 공기에 있습니다.  즉 에어콘의 경우에는  온도효과로 설명될 수 없고 에어콘으로부터 나오는 공기자체에 원인이 있다고 봐야 합니다. 즉 에어콘 바람은 그 온도에서 수증기가 포화될 수 있는  절대량 보다 작은, 다시말하면 건조한 공기가 공급되어  유리창의 이슬을 말려버리는 것입니다. 일종의 냉장 건조라고 할까요 ?  그러면 이렇게 공급된 건조한  공기가 습한 공기가

  • 소요유 ()

      되면 결국 말장 꽝아닌가요 ?  그럴수도 있습니다만 에어콘은 열역학적으로 보면  폐쇄계의 열을 빼낼 뿐만 아니라 수증기도 빼내게 됩니다. 즉 계의 공기 자체를  건조하게 합니다. 대부분의 에어콘에서 상당수 (하루에 수 리터)의 물을 배내는 것을 볼 수 있을 겁니다.

  • 소요유 ()

      한편 히터를 틀어 뜨거운 바람을  불어 넣는 경우에도 자세히 살펴보면 초기에는 공기의 온도를 높여  이슬점 온도를 높인다기 보다는 드거운 공기의 건조성을 이용하여 '말리는' 정도입니다. 나중에는 차 내부온도를  이슬점 온도보다 높게 유지하긴 하지만 그래도 유리자체의 온도는 낮아서 드거운 공기를 직접쐐는 곳을 제외하고는  이슬이 잘 없어지지 않습니다.  히터는 사실 이슬을 말리는 기능이외에 수증기를 빼내는 기능이 없어 차안의 수증기 절대량을 감소시키지는 못합니다. 따라서 에어콘이 히터보다 더 효과가 좋습니다.  특히 외부의 습도가 거의 100%에 이르는 비오는 날에는 말이죠.  겨울에는 온도도 낮고 절대수증기량도 상대적으로 적어 히터만으로 충분히 이슬제거 효과를 낼 수 있습니다. 추운데 히터니 다행이죠.

  • 소요유 ()

      근데 성에가 맞습니까? 성애가 맞습니까 ? 마춤법이 바귀었는지 ???

  • 반박 ()

      소요유님, 무슨 말을 하는 지 하나도 모르겠어요.

  • 소요유 ()

      잘 읽어 보세요.  결론은 이슬제거는 에어콘이든 히터든 마른 공기로 이슬을 말리는 것이다라는 것입니다.

  • 보통상식 ()

      제 리플에 소요유님께서 더 상세한 설명을 달아 주시니 감사합니다. 성에는 추운 겨울에 유리나 벽 등에 수증기가 허옇게 얼어붙은 것이라고 야후 사전에 나와 있군요.평소 님들의 글 잘 읽고 있읍니다만 견문이 부족하여 관람만 하다가 마침 이 주제가 제 전공과도 관계있고 관심있는 분야여서 리플을 달았읍니다.

  • 보통상식 ()

      개인적으로는 여름에 비올때는 외부공기 유입없이 에어컨 가동을, 겨울에 비올때는 외부공기 넣으면서 히터가동을 추천합니다만 저 자신은 계절관계없이 외부공기없이 에어컨을 가동하고 공기온도만 조절하는 식으로 사용하고 있읍니다.

  • 보통상식 ()

      제가 길게 쓴 것을 소요유님께서 첫번째 리플에 잘 요약해 놓으셨군요. 반박님께 다시 말씀드리면 1. 운전자의 시야를 막는 유리창에 끼는 이슬은 공기중의 수증기가 응축하여 생긴 물이다. 2. 공기는 포화습도 이상이 되면 함유한 수증기를 물의 형태로 내어 놓는다. 3. 차안은 사람의 호흡으로 인하여 습도 (및 수증기의 양)가 계속 증가한다.

  • 보통상식 ()

      4. 이슬을 막으려면 공기가 포화습도 근처가 되지 않게 해야 한다. 5. 일상생활조건에서 습도는 주로 온도만의 함수이다. 6. 그러면 온도를 올려주면 됨다. (히터사용, 그러나 닫힌 계일 경우 온도를 무한대로 올릴수 없으므로 불가핟므로 외부공기를 유입시키면 가능하다.)

  • 보통상식 ()

      7. 다른 방법으로 닫힌 계일 경우 습도란 공기중의 수증기의 양이므로 계속적으로 물을 제거해 주면 된다. 즉 에어컨 사용하여 물을 차밖으로 빼 준다. 이런 정도로 요약되겠군요.

  • 반박 ()

      두분께 감사드립니다. 음, 덕분에 궁금한 것이 좌악 풀렸습니다.



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