추운 곳에서 있다가 따뜻한 곳으로 들어오면 안경알 이 뿌옇게 흐려지는데 이러한 현상은 차가운 안경알에 수 증기가 응결하면서 물방울이 맺히기 때문에 발생한다. 이처럼 추운 겨울 유리창 안쪽에 맺힌 물방울, 맑은 날 아침 풀잎이나 열매에 맺힌 물방울, 차가운 음료수병의 표면 에 맺힌 물방울은 모두 우리 주변에서 볼 수 있는 응결 현상의 예이다.
응결과 액화의 차이
응결은 이슬점 아래에서 공기 중의 수증기가 물로 상 태가 변하는 것을 말하며, 액화는 기체 상태의 물질이 액체 상태의 물질로 변하는 현상을 말한다. 즉, 액화는 모든 물질의 기체가 액체로의 상태 변화를 나타내는 것 으로, 물의 상태 변화에만 사용하는 응결을 포함한다. 응결이 잘 일어나기 위해서는 공기 중에 수증기가 많 아야 하며 수증기가 찬 물체의 표면에 닿거나 공 기의 온도가 내려가야 한다. 응결에 의한 기상 현상으로는 이슬, 안개, 구름 등과 같은 기상 현상은 응결과 관련이 있다. 이슬은 맑은 날 새벽녘 차가워진 나뭇가지나 풀잎 등에 수증기가 응결하여 생긴 작은 물방울을 말하며 안개는 수증기가 지표면 근처에서 응결하여 공기중에 떠 있는 현상이다. 구름은 높은 하늘에서 수증기가 응결하여 작은 물방울 상태로 떠 있는 현상을 말한다.
우리 주변에서 볼 수 있는 응결의 예
목욕탕 천장에 물방울이 맺힌다.
이른 아침 호수 위에 안개가 자욱하게 낀다.
뜨거운 국물을 먹을 때 안경에 김이 서린다.
뜨거운 음식이 담긴 그릇 안쪽에 물방울이 맺힌다.
추운 날 유리창에 입김을 불면 뿌옇게 김이 서린다.
워터콘과 솔라볼
물의 증발과 응결을 이용하여 깨끗한 물을 얻을 수 있는 장치로 워터콘과 솔라볼이 있는데 스테판 오거스틴(Stephan Augustin)이 만든 워터콘은 태양 열을 이용하여 증발한 물을 고깔 모양의 가장자리에 모아 오염 물질이 제거된 깨끗한 물을 얻는 기구이다.
이 기구를 이용하면 하루에 1 L~1.5 L의 물을 정수할 수 있으며 조나단 리우(Jonathan Liow)가 개발한 솔라볼은 입구에 오염된 물을 넣고 햇빛 아래에 놓으면 오염된 물이 증발하면서 깨끗한 물을 만드는 원리로 솔라볼에서 증발이 일어나면 오염 물질은 물에서 분리되어 검은 구부분에 가라앉고 마실 수 있는 물은 응결되어 모이게 된다. 이러한 방식으로 하루에 최대 3 L의 물을 정수할 수 있다.
적정 기술(Appropriate Technology)
적정기술은 주로 제 3세계의 삶의 질 향상과 가난을 극복하기 위해 적용 되는 기술로 아프리카나 아시아의 저개발국에 적용 된 적정 기술은 물 부족, 질병, 가난, 문맹 등의 문제 해결에 기여하고 새로운 일자리를 제공하기도 하며 정수기도 이러한 적정 기술로 만들어진 것이다. 적정기술은 1973년 영국의 경제학자 에른스트 슈마허(Ernst Friedrich Schumachar, 1911∼1977) 가 쓴 작은 것이 아름답다(Small is Beautiful)에서 ‘중간기술(intermediate technology)’이라는 개념으로 처음 소개되었다. 첨단기술과 토속기술의 중간에 위치한다는 의미로 쓰인 중간기술은 그것이 사용되는 현지 사람들의 직접적인 필요를 채우는 기술, 지역에서 생산되는 재료를 기반으로 하는 값싼 기술, 전문가가 아니더라도 손쉽게 활용 될 수 있는 기술을 뜻했다. 이와 같은 슈마허의 개념은 간디(Mohandas Karamchand Gandhi, 1869∼1948)로부터 비롯되었다. 비폭력 무저항 운동의 창시자인 간디는 물레를 통한 전통적인 방식의 천짜기를 통해 처음으로 적정기술의 상징적인 행동을 전 세계에 선보 였고, 슈마허는 바로 간디의 이러한 행동에 영향을 받았다. 그는 자신의 철학이 사람들의 삶을 실제적이고 지속적으로 향상시킬 수 있다는 것을 증 명하기 위해서 1966년 중간기술개발집단(Intermedite Technology Development Group, ITDG) 을 영국에 설립한다. 그리고 1973년 슈마허는 적정기술의 기념비적인 저서 작은 것이 아름답다를 출간하게 된다. 슈마허는 이 책에서 저개발국 가의 토착기술보다는 훨씬 우수하지만 선진국의 거대기술에 비해서는 값싸고 소박한 중간기술이란 개념을 선보였다.
엘리오도메스티코(Eliodomestico)
이탈리아의 디 자이너 가브리엘 디아만티(Gabriele Diamanti)가 개발한 정수기로 오염된 물을 위쪽에 부어 햇빛에 놓아두면 물이 증발하여 가운데의 관을 타고 이동한다. 이렇게 이동한 수증기는 아래쪽 그릇에 깨끗한 물로 모이는데 이 정수기를 햇빛에 8시간 정도 놓아두 면 5 L 정도의 물을 얻을 수 있다.
태양열 정수기
미국의 마누 프라카시(Manu Prakash) 교수가 개발한 정수기로 이 정수기의 구조는 네 부분으로 나누어 볼 수 있다. 첫 번째는 전체 구조물을 물 위에 띄워 떠 받치고 절연체의 기능을 하는 폴리스타이렌 폼이다. 두 번째는 햇빛을 흡수하고 물을 가열해 수증기로 바꾸는 기능을 하는 카본 코팅 종이이다. 세 번째는 카본 코팅 종이가 만든 수증기가 바깥으로 증발하지 않도록 가둬 놓는 역할을 하고, 수증기를 한곳으로 모아 주는 투명 아크릴 덮개이다. 마지막으로 아크릴 덮개를 통해 모아진 물을 담는 비닐주머니로 태양열 정수기를 이용하면 하루에 3 L~10 L 정도의 깨끗한 물을 만들어 낼 수 있다.
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