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입김이 하하고 할 때는 따뜻하고 후하고 할 때는 왜 차가울까?
 Science Column
신나는 과학 칼럼
작성자 류성철
작성일 2007/01/17 (수)
ㆍ추천: 0  ㆍ조회: 2960      
입김이 하하고 할 때는 따뜻하고 후하고 할 때는 왜 차가울까?
류 성 철

날씨가 많이 쌀쌀해졌다. 가을이 너무 빨리 지나가 버리고 벌써 겨울이 온 것이 아닌가 할 정도이다. 너무 일찍 겨울이야기를 하는 것이 아닌가 싶다. 겨울을 생각하면 지금은 많이 볼 수 없지만 양지바른 곳에서 아이들과 함께 놀다가 손이 시리면 하하고 입김으로 손을 따뜻하게 하면서 놀곤 했던 기억이 난다. 그런데 같은 입김이지만 후하고 불면 시원한 느낌을 준다. 왜 그런 차이가 날까?
사람들이 들이마시는 기체는 공기 그 자체이다. 따라서 성분도 공기와 같다. 그것은 산소가 21% 이산화탄소가 3%에 지나지 않는다. 내쉴 때 호흡은 상황에 따라 꽤 다르지만 보통 바르게 앉아 있을 경우에는 수증기를 제외하고 산소가 16.5% 이산화탄소가 4%정도이다. 이와같이 들이마신 산소가 전부 이산화탄소로 변하는 것은 아니지만. 적어도 그 일부가 신체속의 포도당(탄소 수소 산소로 구성되어 있다.)과 화학반응을 하여 이산화탄소나 수증기가 되는 것이 확실하다. 우리 몸은 표면을 제외하고 체온을 늘 36 ∼ 37℃로 유지된다. 그러면 내쉬는 숨도 36 ∼ 37℃라고 생각해도 좋다. 36℃ 전후의 기체는 인간의 피부에는 꽤 따뜻하게 느껴진다. 특히 추운 겨울날에는 차가운 손끝을 하하고 조용히 불면 잠깐이기는 하지만 손끝이 따뜻해진다. 그리고 입김은 뿌연 연기로 나온다. 입김속의 수증기가 외기에 닿으면 갑자기 차가워지기 때문에 작은 물방울로 되어 안개처럼 우리 눈에 보인다. 이와같이 내쉬는 숨 그 자체는 따뜻하다.
그럼에도 불구하고 입을 오므려 후하고 내쉬면 시원하게 느껴지는 데는 그 이유는 두가지로 설명할 수 있다. 첫째는 피부 근처의 공기를 확산해버리기 때문이다. 예를 들면 기온이 20℃이지만 피부에 접촉하는 공기까지 완전히 20℃인 것은 아니다. 공기가 조용한 상태에서 사람의 체온때문에 피부 근처의 공기 온도는 20℃보다 높다. 후하고 부는 입김은 이 안정된 옅은 공기층을 없애 20℃의 공기와 직접 접촉하므로 쉬원하게 느껴진다. 예를 들어 겨울등산에서 조난을 당해 동사하는 경우가 많은데 기온뿐만아니라 바람때문에 얼어 죽는 경우도 많은 것 같다. 방한을 위해 옷을 입는 것은 옷 그 자체가 열을 차단하는 효과때문이기도 있지만 옷과 옷사이 또는 옷과 피부 사이의 공기층이 열을 차단하는 효과도 있다. 그런데 바람이 강하게 불면 공기가 옷의 빈틈 사이로 들어와 옷안쪽의 공기를 휘저어 공기층의 열차단 효과가 나빠진다. 체온을 급격하게 외부에 빼앗기게 된다. 즉 옷을 입고 있어도 강한 공기의 흐름이 몸을 식히는 것이다. 그래서 기온이 낮아지는 요즈음부터 봄까지는 등산을 할 때에 방풍효과가 있는 방한복을 입어야 한다.
두 번째 이유는 빠른 기체의 흐름이 피부에서 땀을 증발시키기 때문에 기화열을 빼앗긴다. 기온이나 습도가 같아도 바람부는 날 빨래가 잘 마르는 사실에서도 잘 알수 있을 것이다. 더운 날에는 후하고 부는 호흡보다 산들바람이나 선풍기의 기류가 훨씬 효과가 큰 것은 말할 필요도 없다. 같은 입김이지만 서로 다른 효과를 낸다는 것이 참으로 흥미롭다.

신나는 과학 46 / 한겨레 칼럼
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