안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
종이 냄비에 물을 채우고 불 위에 올려놓았을 때 종이가 타지 않고 물만 끓는원리는 발화점과 끓는점의 차이와 물의 높은 비열과 열전도 등의 복합적인 요인 때문입니다.
일반적인 종이가 불에 타기 시작하는 발화점은 약 230°C ~ 450°C 정도입니다. 즉, 종이 표면의 온도가 최소 230°C 이상으로 올라가지 않으면 공기 중에 산소가 아무리 풍부해도 종이는 절대로 타거나 불이 붙지 않습니다. 또한, 종이는 두께가 매우 얇기 때문에 가열된 종이 외부는 불꽃의 열을 내부로 아주 빠르게 열전도가 일어납니다. 물은 다른 물질에 비해 비열이 매우 큰 물질로, 얇은 종이를 통과해 들어온 열에너지는 종이에 머물지 않고, 접촉해 있는 물로 곧바로 흡수됩니다. 또한 물 내부에서 차가운 물과 따뜻한 물이 섞이는 대류 현상이 활발하게 일어나며 열을 전체로 빠르게 분산시킵니다. 물의 온도가 100°C에 도달하면, 외부에서 공급되는 불꽃의 열에너지는 더 이상 물의 온도를 올리는 데 쓰이지 않고 액체인 물을 수증기로 바꾸는 상변화에 전부 소모되므로, 종이 내부 면이 100°C의 물과 항상 밀착해 있기 때문에, 종이 자체의 온도 역시 100°C 안팎에 강제로 묶이게 되어, 불꽃이 아무리 뜨거워도 종이의 온도는 발화점인 230°C에 한참 못 미치는 100°C 근처로 유지되므로 종이가 타서 구멍이 나지 않는 것입니다.