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다리 위가 지상 도로보다 빨리 어는 이유
 Science Column
신나는 과학 칼럼
작성자 류성철
작성일 2007/01/17 (수)
ㆍ추천: 0  ㆍ조회: 2870      
다리 위가 지상 도로보다 빨리 어는 이유
전 영 석

겨울철 차를 운전하다 교량을 통과할 때는 혹시 길이 얼어있을지도 모르니 주의하라고 한다. 지상 도로는 아무렇지 않은데도 다리 위는 빙판길인 경우가 있기 때문이다. 왜 다리 위의 도로가 지상 도로보다 얼기 쉬울까? 세가지 이유를 들어 설명할 수 있다.

첫번째로는 지열의 영향 때문이다. 지구는 끊임없이 열을 방출하는 거대한 열원으로 볼 수 있다. 땅 위의 물은 주위의 찬 공기로 열을 방출하는 반면 지구로부터 전달되는 열을 받아들이기 때문에 더디게 언다. 그러나 다리 위의 경우에는 지구로부터 받아들이는 열에너지가 극히 작고 오히려 다리 밑의 공기가 더 차갑기 때문에 먼저 빙판길이 되는 것이다.

두번째로 다리는 표면적에 비해서 부피가 상대적으로 매우 크기 때문이다. 지상 도로의 경우에는 표면적은 도로 표면 자체이고 부피는 길 아래의 땅 전체이다. 반면 다리의 부피는 땅보다 훨씬 적을 뿐더러 다리 위와 아래 양쪽에 표면이 있다. 길이 그만큼 넓기 때문에 열이 빨리 빠져나가고 부피가 작기 때문에 약간의 열이 방출되더라도 온도가 쉽게 떨어진다. 방이 추우면 간난아기의 체온이 빨리 떨어져서 위험하게 되는 것도 같은 이치로 부피에 비해 표면적이 상대적으로 크기 때문이다.

세번째는 열 전도율의 문제이다. 다리를 이루고 있는 철골 및 콘크리트는 열 전도율이 매우 높기 때문에 열을 더 빨리 잃어버리게 된다. 뚝배기에 비해 냄비에 담긴 찌개가 훨씬 빨리 식는 이유도 금속이 열전도율이 더 크다는 데 있다.

기층이 안정하여 공기의 흐름이 적은 날에는 설사 영상의 기온이라고 해도 다리 위는 빙판인 경우가 생긴다. 이 때는 복사(輻射)에 의해 빠져나간 에너지를 대류(對流)로 충분히 보충하지 못하여 도로 표면의 온도가 0℃ 이하로 떨어지는 것이다. 복사란 물체로부터 빛의 형태로 에너지가 방출되는 현상인데 물체의 온도에 따라 방출되는 빛의 파장이 다를 뿐 모든 물체는 복사 현상을 일으킨다. 겨울철 기온이 0℃ 이하로 쉽게 내려가는 우리나라에는 다리 입구에 빙판길을 조심하라는 안내판이 있어서 조심하게 된다. 그러나 이런 현상은 반드시 추운 지방에서만 볼 수 있는 것은 아니다. 기온이 0℃ 이하로 내려가지 않는 사막지방에도 복사 효과 때문에 다리 위에 서리가 생길 수 있으므로 조심해야 한다.

신나는 과학 54 / 한겨레칼럼
이름아이콘 plzybgoh
2011-01-28 02:23
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