오랫동안 비어 있던 아파트의 수돗물을 갑자기 틀었을 때 일시적으로 뿌연 흰색의 미세 기포가 발생했다가 가만히 두면 투명해지는 백수 현상이 왜 일어나나요?

Question

오랫동안 비어 있던 아파트의 수돗물을 갑자기 틀었을 때 일시적으로 뿌연 흰색의 미세 기포가 발생했다가 가만히 두면 투명해지는 백수 현상을, 높은 배관 압력으로 인해 물속에 과포화 상태로 용해되어 있던 공기가 대기압으로 노출되며 순간적으로 방출되는 원리로 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

오랫동안 비어 있던 아파트의 수도꼭지를 갑자기 틀었을 때 수돗물이 일시적으로 뿌옇게 변하는 백수 현상은 높은 배관 압력과 대기압의 차이로 인해 발생합니다. 아파트 배관 내부의 물은 강력한 펌프와 밀폐된 구조로 인해 평상시 매우 높은 압력 상태를 유지하고 있습니다. 기체의 용해도는 압력이 높을수록 커진다는 헨리의 법칙에 따라, 배관 속의 고압 환경에서는 평소보다 훨씬 많은 양의 공기가 물속에 과포화 상태로 강제로 녹아들게 됩니다.

​오랫동안 물을 쓰지 않아 배관 내에 갇혀 있던 물속에는 이러한 공기가 한계치까지 녹아 가득 차 있게 됩니다. 이 상황에서 수도꼭지를 열면, 고압 상태의 물이 갑자기 압력이 훨씬 낮은 외부 대기압 환경으로 노출됩니다. 압력이 급격히 떨어지면 물이 붙잡을 수 있는 공기의 양(용해도)이 순간적으로 크게 줄어들기 때문에, 과포화 상태로 억눌려 녹아 있던 공기들이 물 밖으로 튕겨 나오며 방출됩니다.

​이때 방출된 공기들은 거대한 방울이 아니라 눈에 보이지 않을 만큼 미세한 마이크로 기포의 형태를 띠게 됩니다. 이 수많은 미세 기포들이 빛을 사방으로 난반사시키기 때문에 우리 눈에는 물이 우유처럼 하얗고 뿌옇게 오염된 것처럼 보이게 됩니다. 하지만 물을 컵에 담아 가만히 두면, 가벼운 공기 기포들이 부력에 의해 서서히 위쪽으로 떠올라 대기 중으로 날아가 버리므로 아래쪽부터 점차 원래의 투명한 물로 되돌아옵니다.

Answer 2

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

백수현상이란 것은 일반적으로 가정에서 수돗물을 사용할때 볼 수 있는 투명한 물이 아닌 하얀색 물이 나올때 쓰는 단어 입니다.

이는 알고 계신데로 사용하지 않던 수도꼭지를 틀게 되면 가끔 볼 수 있는데 아파트 배관에서는 물을 높은 층으로 보내기 위해 높은 압력을 상요합니다. 오랫동안 배관을 사용하지 않으면 배관속에 갖혀 있던 대량의 공기가 액체속에 녹아있게 됩니다.

이때 갑자기 수도꼭지를 열개 되면 배관속에 갇혀있던 물이 쏟아져 나오면서 고기압에서 저기압(1기압) 으로 나오게 되면서 과포화 상태의 공기 기체들이 외부로 방출되게 됩니다.

이때 빛이 이 공기 기체들에 의해 산란되어 물이 뿌옇게 되는 것 입니다. 일정시간이 지나면 내부의 공기가 빠져나가 평소의 투명한 수돗물을 볼수 있습니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)