창문으로도 전해지는 냉기는 어떻게 과학적 설명이 가능한가요?
겨울이 정말 오는듯 하네요 창문을 통해 찬 기운이 그대로 느껴 지는듯 합니다. 문득 이런 창문을 통해서도 냉기가 느껴지는 상황은 과학적으로 어떻게 설명이 가능한 사항인지 궁금해요
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.
어떤 재료의 열전도율이 낮을수록 외부 냉기나 온기가 내부에서 덜 느껴집니다. 반대로 열전도율이 높을수록 외부 기온이 내부에서 잘 느껴집니다. 이때 열전도율이란 것은 재료가 열을 전달하는 능력을 수치화해서 나타낸 것입니다. 열전도율이 높다는 말은 해당 재료가 열을 잘 전달시킨다는 것입니다. 창문은 주 재료가 프레임을 구성와는 금속재 또는 플라스틱, 목재 등과 유리와 같은 재료가 결합하여서 만들어집니다. 이때 프레임 재료가 플라스틱이나 목재일 경우 열전도율이 낮은 재료입니다. 하지만 금속일 경우 강도는 좋으나 열전도율이 높은 재료입니다. 금속의 경우 단열을 위해서 창호업체별 여러가지 기술을 통해서 열이 전도되는 것을 최소화하려고 개발하고 있습니다. 다음으로 창호에서 가장 큰 면적을 차지하는 유리가 있는데, 유리 또한 열전도율이 높은 재료입니다. 그래서 유리를 2장 이상 써서 그 사이에 간격을 주고, 진공상태를 만들어서 열전도를 줄여줍니다. 유리 사이 공간에 단열 성능을 높이기 위해서 아르곤 가스를 주입하고 유리 내부에 단열을 위한 코팅을 하는 경우가 많은데 그럼에도 창호가 벽체와 비교하면 열전도율이 높은 편입니다. 특히 기온이 낮아지면 내부에 따뜻한 온도가 단열이 취약한 부위를 통해서 외부도 전도되는데, 기온차이가 많이 날수록 해당 부분 주위 온도가 빨리 낮아지게 됩니다. 그래서 추운 날 창문 근처에 있으면 냉기를 느끼기 쉽습니다.
간단히 말하자면 벽체에 비해 열전도율이 높은 창호를 통해서 내부 따뜻한 공기의 에너지(열)가 외부 차가운 공기를 데우게 되고, 에너지(열)를 내준 내부 공기는 차가워지는 것입니다. 창문을 통해서 에너지(열)가 밖으로 흘러나가서 생긴 냉기입니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
창문을 통해 느껴지는 냉기는 열역학의 기본 원리와 관련이 있습니다.
우리가 '냉기’라고 느끼는 것은 사실 우리 몸의 열이 창문의 유리로 이동하는 것을 느끼는 것입니다. 이는 열이 항상 높은 온도에서 낮은 온도로 이동하려는 열역학의 자연 법칙 때문이죠. 따라서, 창문이 차가울 경우, 우리 몸의 열이 창문으로 이동하게 되어, 우리는 그것을 냉기라고 느끼게 됩니다.
이러한 현상은 열전달이라 하며, 이는 두 물체가 접촉했을 때 더 높은 온도를 가진 물체에서 더 낮은 온도를 가진 물체로 열이 이동하는 현상을 말합니다. 사실 이 원리는 창문 뿐만 아니라 우리 일상생활의 많은 부분에서 볼 수 있는데 여름에 금속 자동차 핸들을 만지면 뜨거워 느껴지는 이유도 이와 같은 것이죠.
안녕하세요. 안상우 과학전문가입니다.
열은 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하게 됩니다.
창문 안쪽에 따뜻하고 바깥쪽이 차갑다면 열은 안쪽에서 바깥쪽으로 이동할 것이고 창 안쪽에 열이 바깥으로 나가기 때문에 창 안 부분이 차갑게 됩니다.
이것은 열이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 열역학적인 면에서 설명이 가능합니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
겨울이 오는 것 같네요. 이것은 과학적으로 설명할 수 있어요.
우선, 창문은 유리로 만들어져 있어서 냉기를 막는 역할을 해요. 그래서 창문을 통해 들어오는 냉기는 창문의 유리를 통해 막히게 되는 거예요. 하지만 완벽하게 막지는 못해요. 그래서 창문을 통해 조금씩 냉기가 들어오게 되는 거죠.
그리고 창문 주변은 바깥과 안의 온도 차이가 있어요. 바깥은 차갑고 안은 따뜻하니까요. 이 차이가 있으면서 바람이 부는 경우에는 바람이 창문 주변을 지나가면서 냉기를 더 많이 가져오게 되는 거예요. 그래서 창문을 통해 들어오는 냉기가 더 많아지는 거죠.
창문 주변에는 공기가 움직이는데요. 이 공기는 따뜻한 공기가 창문 주변으로 모이면서 차가워진 공기를 밀어내는 역할을 해요. 그래서 창문을 통해 들어오는 냉기가 더 많이 느껴지는 거예요.
그렇기 때문에 창문을 통해도 냉기를 느낄 수 있는 거예요. 과학적으로 설명하자면 창문의 유리, 바람, 그리고 공기의 역할 때문이에요.
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안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
찬 기운이 창문을 통해 느껴지는 이유는 크게 두 가지로 설명할 수 있습니다.
첫 번째는 열전도입니다. 열은 높은 온도에서 낮은 온도로 이동하는 성질을 가지고 있습니다. 창문은 유리로 만들어져 있는데, 유리는 열전도율이 높기 때문에 외부의 차가운 공기와 내부의 따뜻한 공기가 만나면 열이 외부로 빠져나가게 됩니다.
두 번째는 대류입니다. 대류는 온도 차이로 인해 생기는 공기의 흐름입니다. 외부의 차가운 공기는 내부의 따뜻한 공기보다 밀도가 높기 때문에 아래로 내려가게 됩니다. 이때, 외부의 차가운 공기가 우리 피부에 닿으면 찬 기운을 느끼게 됩니다.
안녕하세요. 김칠영 과학전문가입니다.
열에너지가 전달되는 과정은 대류, 전도, 복사가 있습니다. 실내나 실외에서는 대류를 통해서 공기가 순환하고, 창문으로 전달되는것은 전도를 통해서 전달됩니다. 찬 공기에 의해서 창문이 차가워지고, 차가워진 창문이 실내의 공기온도를 차갑게 해서 그 공기가 대류를 통해서 실내 전체에 전달됩니다.