겨울철 유리창에 에어캡(뽁뽁이)을 붙이면 실내외 열 교환이 차단되는 이유가 무엇인가요?

Question

겨울철 유리창에 에어캡(뽁뽁이)을 붙이면 실내외 열 교환이 차단되는 이유를, 기체의 열전도율이 고체나 액체보다 현저히 낮아 밀폐된 내부의 비이동성 공기층이 훌륭한 단열재 역할을 하기 때문임을 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

겨울철 유리창에 에어캡을 붙이면 실내를 따뜻하게 유지할 수 있는 이유는 기체의 독특한 열적 특성과 에어캡의 구조가 결합하여 강력한 단열 효과를 내기 때문입니다. 물질은 저마다 열을 전달하는 속도인 열전도율이 다른데, 공기와 같은 기체는 분자 간의 거리가 멀어 고체나 액체에 비해 열전도율이 현저히 낮습니다. 즉, 본질적으로 열을 잘 전달하지 못하는 성질을 가지고 있습니다.

​하지만 실내 공기가 자유롭게 움직일 수 있으면 대류 현상에 의해 열이 이동하게 됩니다. 에어캡은 비닐 내부에 수많은 동그란 주머니를 만들어 공기를 좁은 공간에 가두는 역할을 합니다. 이렇게 밀폐된 공간에 갇힌 공기는 위아래로 섞이지 못하는 비이동성 공기층이 됩니다. 움직이지 못하는 공기는 열의 이동을 막아서는 거대한 방어벽으로 변모합니다.

​결과적으로 유리창에 붙은 에어캡의 비이동성 공기층은 실내의 따뜻한 온기가 찬 유리창을 통해 밖으로 빠져나가는 것을 막아주고, 동시에 외부의 차가운 냉기가 실내로 들어오는 것을 차단합니다. 이처럼 기체의 낮은 열전도율을 극대화한 공기층 덕분에 실내외 열 교환이 효과적으로 억제되어 난방 효율을 높일 수 있습니다.