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출처 : 빛샘님의 블로그,  책상 위의 작은 기상 캐스터, 일기예보 물병
http://cyhome.cyworld.com/?home_id=a0898575



 

   - 지구의에 물이 가득 들어있는 이 것을 보고 바로 용도를 알기란 쉽지 않다.

     지구가 물에 잠긴다. 지구 온난화를 경고하는 모형일까?

 

  열 길 물 속은 알아도 한 길 사람 속은 모른다고 하지만, 한 길 사람 속보다 알기 어려운 것이 내일의 날씨가 아닌가 싶다. 특히 최근 지구 온난화 등으로 일기가 불안정해진 탓인지 날씨가 시시각각 변하는 것이 비일비재하다. 아무리 기상청에서 슈퍼컴퓨터를 돌려도 한계가 있을 수 밖에 없나 보다. 그래서 일기가 자주 바뀌는 것에 따라서 일기예보도 수시로 변하지만, 보통 일기예보만 보고 사는 것은 아니므로 이를 전부 받아들이기는 무리가 있다. 쨍 한 하늘을 보고 나갔다가, 어이없이 비를 맞고 오는 날이면, 옆에 기상 캐스터 하나 키우고 싶은 맘이 절실하다.

 

  흔히 기상청에서 오보를 낼 때마다 단골로 달리는 댓글이 있다. ‘우리 할머니가 날씨는 더 잘 맞추신다. 우리 할머니가 허리 아프시면 100%다.’ 허리나 다른 관절 부위가 쑤시면 비가 온다는 이야기는 예전부터 있어 왔다. 그리고 전혀 허무맹랑한 이야기가 아니다. 꼭 특별히 어디가 안 좋은 것이 아니더라도 흐린 날 괜히 몸 상태가 안 좋았던 경험쯤은 누구나 해봤을 것이다. 이는 바로 기압과 관련된 것이다. 기압이 낮아지면 누르는 힘이 줄어들기 때문에 우리 몸의 세포가 팽창하게 되고, 그럼으로써 통각세포에 압력이 가해져 통증이 생기는 것이다. 실제로 일기예보에도 위성 사진과 더불어 중요한 정보 중 하나가 기압이다. 기압의 흐름과 분포에 따라서 일기의 흐름을 예측하는 것이다.

 

 

 

  - 고등학교 과학 시간에 한 번 쯤 봤을 실험. 아, 한국에는 수능이라던데 모두 좋은 결과 있기를.

 

  기압의 단위 중에는 760mmHg가 있는데 흔히 수은주라고 이야기하는 그것이다. 이 단위의 유래는 좀 더 옛날로 거슬러 올라간다. 중고등학교 과학시간에 나왔을 실험을 기억하는가. 시험관에 물을 가득 받고서 입구를 아래로 향하게 물이 든 수조에 넣으면 시험관의 물이 조금 내려가면서 안에는 진공이 생긴다. 또, 남은 물과 수조 수면 상의 높이 차가 현재 기압을 의미한다. 그만큼의 물이 누르는 힘이 공기가 누르는 힘과 같은 것이다. 따라서 이런 장치만 있다면 책상 위에 올려놓고 실시간으로 기압의 변화를 관측할 수 있다. 하지만, 책상 위에 수조를 가져다 놓기에는 공간도 부족하고 잘 못해서 물이 쏟아지기라고 한다면 낭패다. 무엇보다도 연금술사의 작업실도 아니고, 볼품이 안 난다.

 

 

  - 간단한 모형과 작동 원리에 대해 설명하고 있다.

    

  그렇게 뜸 들이며 이야기 하려는 것이 바로 이 아이이다. 사실 별 것 없다. 유리로 된 지구본 모양의 물병이다. 물을 많이 담을 수 있는 것도 아니고, 병 목은 또 얼마나 길고 가는지. 물을 담아 마실 수도 없고, 꽃을 꽂더라도 한 송이나 겨우 꽂을까 싶은 이 물병이 일기예보를 알려준단다. 박스 정면에 적혀있는 것처럼 사실 기압계라고 보는 것이 정확하다. 기압계에 물을 담으면 지구본 내부 기압은 물을 넣는 당시의 기압에 맞춰지고, 물병의 기다란 목에 가해지는 압력은 현재 바깥의 기압과 동일하다. 이 때 발생하는 기압차가 병목의 물을 움직이게 하는 것이다. 앞에서 살펴봤던 실험과 같은 원리이다. 차근차근 살펴보자.

 

 

  - 아무래도 유리 제품이다 보니 스티로폼으로 포장이 되어 있다.

     그렇게 견고해 보이지는 않지만, 깨지지는 않을 것 같다.

 

 

  - 스티로폼을 열어보면 의외로 단순한 구성.

     하지만 이것만 있으면 충분하다.

 

  - 결국 유리병, 주사기, 그리고 호스만 있으면 날씨를 알 수 있는 것이다.

 

  - 그 전에 실제 크기가 궁금한 사람을 위하여, 비교 사진!

     지구본의 크기가 보통의 사과 한 알의 크기와 비슷하다.

 

 

  - 이제는 본격적으로 물을 넣어볼 차례.

 

  물병을 세워서 넣는다면, 콩쥐와는 또 다른 고생을 하게 된다. 콩쥐가 밑 빠진 독에 물을 부어서 물을 채우지 못했다면, 이번에는 너무 빨리 차서 고생하게 된다. 물을 넣으면 지구본 내부에 수면이 올라가고, 내부의 공기 분자수는 그대로인데 부피가 줄어들어 압력이 올라간다. (간단히, PV = nRT) 그렇게 되면 더 이상 지구본 내부의 수면이 올라가는 것이 아니라, 병목의 높이만 높아진다.

 

  해결책은 간단하다. 내부의 기압을 항상 일정하게만 만들어주면 되는 것이다. 따라서 병을 옆으로 눞여서 물을 채우면, 공기가 항상 통하게 되어 더 이상 그런 문제가 발생하지 않는다. 주사기의 용량이 작아 여러 번 반복해야 하는데, 내부의 절반 가량을 채우면 된다.

 

  - 옆으로 눞이면 쉽게 물을 넣을 수 있다.

 

   - 절반, 혹은 그보다 조금 덜 채우면 일단 할 일은 끝났다.

 

 

  하지만 물을 채웠다고 해서, 이 아이가 바로 맑다거나 흐리다거나 하는 것을 알려주는 것은 아니다. 앞에서도 말했듯이 어디까지나 기압을 알려주는 것이다. 그것도 절대적인 기압을 알려주는 것이 아니라, 물을 채운 날과 비교하여 상대적인 기압을 표시한다. 따라서 어느 정도 관찰을 통해서 어느 높이가 어떤 날씨를 나타내는지 파악할 필요가 있다. 초등학생 시절로 돌아간다고 생각해봐도 재밌겠다. 그 날 그 날 날씨와 물병의 높이를 기록하여 관찰 일기를 쓰는 것이다. 사진으로 남겨두는 것도 괜찮은 방법이다. 이렇게 지내다 보니 어떤 물건을 바라본다기 보다는 생명체를 키우는 것 같은 느낌마저 들었다.

 

  그런 탓에 시간이 많이 필요했는데, 한동안 시험 준비와 여행 준비가 겹쳐서 제대로 관찰하기가 어려웠다. 게다가 시험 끝나고는 내내 흐리기만 해서, 맑은 날씨의 높이를 관찰하기가 어려웠다. 하지만 다행히도 출발하기 직전에 날씨가 맑아지면서(그리고 한파와 함께) 물의 높이가 내려가는 것을 관찰할 수 있었다. 그래서 여행 중이지만 간략하게 포스팅 하기로 한 것이다. 지금은 표본이 적지만, 이후에 표본이 더 많아지면 더 재미있는 것을 볼 수 있을 것이다.

 

10월 22일. 약간 흐림.

 

 

  - 아주 흐린 날씨는 아니었지만, 구름이 군데군데 낀 날씨였다.

     물의 높이는 처음보다 조금 더 올라가 있었다. 당분간은 맑을 생각이 없는 듯 하다.

 

 

10월 23일. 흐림.

 

 

  - 다음날은 더 흐렸다. 구름이 하늘을 뒤덮고 있었다. 물의 높이도 더 올라갔다.

     이보다 더 올라간 것도 보았지만, 병의 끝 부분은 비교적 표면적이 넓어서 쉽게 넘칠 것 같지는 않다.

     하지만 악천후에는 넘칠 수도 있다니 주변에 물에 민감한 물건은 두지 말자.

 

11월 2일. 맑음.

 

 

  - 비가 구름을 다 데려간 이후에 맑은 날씨와 추위가 동시에 왔다.

     물의 높이도 거의 바닥까지 내려간 상태이다. 아무래도 이보다 더 내려가기는 쉽지 않을 것 같다.

 

 

  방의 구조가 밖이 보이지 않는 구조라서 원래 의도는 밖의 사진을 찍어서 디지털 액자에 띄운 후에 같이 찍어서 날씨를 표현하려고 했다. 하지만 디지털 액자가 자동 보정 기능이 있는지, 전부 다 하늘을 파랗게 만들어버려서 어쩔 수 없이 원본 하늘 사진과 같이 올리게 되었다. 전망 좋은 창가에서 같이 찍으면 더 좋은 사진이 나올 것 같다.

 

  자체만으로도 디자인이 예뻐서 충분한 장식이 되지만, 물에 색소를 타면 더 예쁘고 알아보기도 쉽다. 마땅한 색소가 없어서 그냥 물을 썼지만, 색소를 구할 수 있다면 색소를 써서 총천연색 물병을 만들어 보는 것도 좋을 것이다.

 

  이 물병의 원리는 정말 단순한 물리 법칙을 기반으로 하고 있다. 그러나 원리를 알고 있으면서도 신기하다. 뭐든지 안다고 해서 그것이 신비롭지 않은 것은 아닌가 보다. 또 그것이 자연이리라. 물론 물리 법칙을 모르면 더 신기할 테니, 모른다고 걱정은 하지 말자.

 

  비 올 때마다 우산 없는 그대. 책상 위에 화분도 좋지만, 그 옆에 작고 귀여운 기상 캐스터 하나 키워보는 것은 어떨까.

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