겨울철에 문을 굳게 닫아둔 실내에서 가습기를 세게 틀어놓으면 왜 유리창에 물방울이 하얗게 맺히는 걸까요

Question

날씨가 추운 겨울날 방 안의 건조함을 없애려고 가습기를 밤새 틀어놓고 자고 일어나면, 다음 날 아침 거실이나 방 안의 창문에 방울방울 물방울이 맺혀 있거나 심하면 얼어붙어 있는 것을 보게 됩니다. 실내의 따뜻하고 습한 공기가 차가운 유리창을 만나는 순간 공기 중의 수증기가 온도를 빼앗기면서 액체 상태로 변하는 이 응결 현상의 과학적 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

겨울철에 가습기를 실내에 켜고 자면 창문에 물방울이 맺히는데 이것을 결로 현상이라고 합니다.

이는 공기가 머금을 수 있는 수증기의 양이 온도에 따라 달라지기 때문입니다.

공기는 온도가 높을 수록 수증기를 많이 머금을 수 있고 온도가 낮을 수록 수증기를 적게 머금습니다. 이렇게 공기가 특정 온도에서 가질 수 있는 최대 수증기의 양을 포화수증기량 이라 합니다.

따뜻한 실내에서는 가습기에서 나온 수증기를 가득 머금고 있고 안정적으로 존재할 수 있으나 겨울철 차가운 실외와 닿아있는 창문의 경우는 매우 차갑기 때문에 여기에서 맞닿은 창문에는 온도가 떨어져서 물방울이 맺히게 됩니다.

기체 상태의 수증기가 물방울로 변하기 시작하는 온도를 이슬점이라 합니다. 실내 습도가 높아지면 이슬점 온도는 올라가는데 축축한 실내 공기가 차가운 창문에 닿아 이슬점 이하로 식어버리는 순간 액체가 맺히는데 이것을 결로 현상이라 합니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)

Answer 2

안녕하세요. 이동호 전문가입니다.

겨울철 창문에 물방울이 생기는 것은 말씀하신 것 처럼 '응결' 현상 떄문입니다.

따듯한 공기는 차가운 공기보다 많은 수증기를 포함할 수 있는데, 가습기를 세게 틀면 실내 공기 중 수증기량이 크게 증가합니다.

이렇게 따뜻하고 습한 공기가 바깥의 찬 공기에 의해 냉각된 차가운 유리창 표면에 닿으면 공기의 온도가 급격히 내려가게 됩니다.

이때 온도가 '이슬점' 아래로 떨어지면 공기가 더 이상 수증기를 모두 품고 있을 수 없어 남는 수증기가 액체 물방울로 변해 유리창에 맺힙니다.

특히 밤새 문을 닫아두고 가습하면 실내 습도가 계속 올라가므로 결로가 더욱 심해집니다.

유리 표면의 온도가 0도 이하라면 맺힌 물이 얼어 성에나 얼음으로 변하기도 하지요.