재미있는 과학상식-탱크로리.보온병 왜 원통형일까

휘발유나 경유 등 기름을 싣고 달리는 유조차는 왜 둥근 원통형 적재함(탱크로리)을 달고 다닐까. 우리 생활 주변을 유심히 지켜보면 원통형 물체가 상당히 많다. 특히 액체를 담는 그릇은 거의모두 단면이 원이거나 원통형 모양을 하고 있다.

보통 일반적 물건은 거의 모두 육면체의 상자에 보관한다. 내용물이 고체나 육면체이거나 그와 비슷한 형태여서 적재와 보관이 쉽기 때문이다. 내용물이 원형이더라도 여러 개를 쌓아 결국은 육면체 모양을 만든다. 그러나 액체는 담는 그릇에 따라 모양이 변한다.

그렇다면 생산자는 될 수 있는 대로 적은 포장 재료를 가지고 많은 양을 담으려 할 것이다. 액체를 담을 때 같은 양의 재료로 가장 넓은 체적(공간)을만들려면 어떤 도형이 가장 적합할까. 같은 면적의 철판이라면 둥근 구가 가장 넓은 체적을 만들 수 있다.이는 구의 기하학적인 특성이다. 하지만 구형태로 만들면 적재가 불편하고 보관도 쉽지않아 차량 적재때는 보통 원통형의 용기를 사용한다.

보온병도 마찬가지다. 보온병을 만들 때 가장 중요한 것은 얼마나 보온이 잘 되느냐다. 사각형으로 만들면 들어가는 내용물의 양도 적거니와 모서리가 생겨 그 모서리로 열을 빼앗기기 쉽다. 겨울철 얼굴에서 오뚝 솟아 있는 코나 귀가 더 시린 이유도 똑같다. 보온병을 원통으로 제작하면 표면적은 같으나 모서리가 없이 균일하게 분포되어 상대적으로 열 손실이 적다.

원통형으로 탱크로리를 만드는 이유는 한가지 더 있다. 탱크로리는 휘발유나 기타 화학제품들을 주로 싣는다. 이러한 제품은 특히 마찰이나 충격에 민감해 심하면 폭발할 위험이 크다.

때문에 보다 안전한 수송을 필요로 한다. 충격을 받았을 때 가장 충격을 잘 분산시키는 도형이 원이다.원통형 용기는 대칭형이어서 내부 어느 곳에서 충격을 받더라도 충격이 고루 분산될 수 있어 용기벽이 쉽게 터지지 않는다.

최창희기자