재미있는 과학상식-스티로폼 왜 따뜻할까

겨울철에 쇠붙이를 만지면 굉장히 차갑다. 반면 스티로폼을 만지면 따뜻하게 느껴진다. 이것은 쇠의 열전도율이 높고 스티로폼의 열전도율은 낮기 때문에 일어나는 현상이다. 어떤 물체에서 온도가 높은 부분과 낮은 부분이 존재하면 온도가 높은 부분에서 낮은 부분으로 열이 이동한다. 이같은 현상은 자연에 존재하는 모든 물질에서 공통적으로 일어난다.

마찬가지로 서로 다른 물체가 서로 맞닿아 있어도 온도가 높은 물체에서 온도가 낮은 물체로 열이 이동한다. 일반적으로 열이 전달되는 방법은 세가지다. 고체내에서 온도차이가 나면 분자들의 상호작용에 의해 위치 변화없이 높은 온도에서 낮은 온도로 내부 에너지만 전달해 주는 열전도와 액체나 기체 내부에서 온도가 균일하지 않을 때 높은 에너지의 분자가 낮은 에너지의 분자쪽으로 이동하는 대류가 있다. 그리고 난로처럼 매질 없이 열을 전달하는 복사가 있다.

어떤 물질이 열을 전도하는 정도를 '열전도율' 이라고 한다. 열을 잘 전도하는 금속은 양도체, 열을 잘 전달하지 않는 비금속은 불량도체다. 철판은 열전도율이 높아손을 대었을 경우 손에 있는 열을 재빨리 빼앗아 가버려 차갑게 느껴지는 반면 스티로폼은 열전도율이 아주 낮아 열을 반사하는 것처럼 느끼는 것이다. 열전도율이 높은 물질을이용한 것은 방열기(라디에이터), 보일러 배관 등이며 열전도율이 낮은 물질을 이용한 것은 건축 단열재나 겨울철 과일 저장에 쓰이는 왕겨 등이다.

최창희기자 cch@imaeil.com