물이 공기로 갔다가 다시 돌아와요 — 증발과 응결

빨랫줄에 걸린 옷은 끓지 않아요. 방 안 정도의 온도인데도 시간이 지나면 물이 줄어들고 마르지요. 끓지도 않았는데 그 물은 어디로 갔을까요? 그리고 공기로 떠난 물은 거기서 끝일까요, 아니면 다시 돌아올까요?

오늘은 물이 공기로 갔다가 다시 돌아오는 한 흐름을 같이 살펴봐요. 끓지 않아도 물이 천천히 수증기가 되는 변화를 증발, 그 수증기가 차가운 곳에서 다시 물로 돌아오는 변화를 응결이라고 해요. 빨래가 마르는 일과 차가운 컵에 맺히는 물방울이 사실은 한 흐름의 앞뒤예요.

끓는 물이나 가스레인지 없이, 햇볕과 실온의 편안한 자리에서 일어나는 변화라 마음 놓고 들여다볼 수 있어요.

오늘의 한 문장#

물은 공기로 갔다가(증발) 차가운 곳을 만나면 다시 물로 돌아와요(응결).

증발은 액체에서 기체로 가는 길이고, 응결은 기체에서 액체로 돌아오는 길이에요. 두 변화는 서로 거꾸로 가는 짝이지요.

빨래가 마르는 이유 — 증발#

책상 위에 물 한 숟가락을 놓아 두면 한 시간 뒤에는 양이 줄어 있어요. 끓이지 않았는데도요. 이렇게 끓지 않고 천천히 기체가 되는 변화를 증발하다라고 해요.

지난 시간 끓다는 100도에서 빠르게, 물 안과 물 위에서 함께 일어났지요. 증발은 어떤 온도에서든 물 표면에서 서서히 일어나요. 둘 다 방향은 같아요(액체 → 기체). 다만 빠르기와 일어나는 자리가 다르지요.

증발이 가장 잘 보이는 일상의 장면이 바로 빨래예요. 빨랫줄에 걸린 옷의 물이 줄어들다가 결국 마르지요. 물체가 스스로 마르는 일을 마르다, 햇볕이나 바람이 거들어 마르게 하는 일을 말리다라고 해요.

증발은 햇볕이든 그늘이든 어디서나 일어나요. 다만 빠르기가 자리마다 달라요.

"그늘에서는 안 마른다"는 말은 사실이 아니에요. 그늘에서도 마르긴 해요. 다만 햇볕보다 서서히 마를 뿐이지요. 바람도 증발을 도와요. 막 생긴 수증기를 바람이 밀어내면 빨래 옆에 새 수증기가 들어설 자리가 생겨서 더 빨리 마르거든요.

물만 있으면 다 증발해서 그릇이 깨끗하게 비어요. 그런데 물에 다른 것이 섞여 있으면 어떻게 될까요? 바닷물을 작은 그릇에 담아 햇볕에 두면 물만 수증기로 빠져나가고 짠 성분은 바닥에 그대로 남아요. 물은 모습을 바꿔 공기로 갔지만 짠 성분은 사라지지 않고 남은 거예요. 이렇게 따로 남기는 모습은 초5 혼합과 분리로 자연스럽게 이어져요.

젖은 수건을 햇볕 드는 자리와 그늘에 나란히 두면, 햇볕 쪽 수건이 먼저 보송보송하게 말라요. 같은 수건이라도 더 따뜻한 자리일수록 증발이 빨라서 빨리 마르는 거예요.

수증기는 다시 물로 — 응결#

빨래에서 수증기가 되어 공기로 떠난 물은 거기 그대로 있을까요? 영영 돌아오지 않는다면 비는 어떻게 내릴까요? 답은 돌아와요예요. 공기 가운데의 수증기는 차가운 곳을 만나면 다시 물로 돌아와요. 이렇게 기체가 차가워져서 액체가 되는 변화를 응결이라고 해요.

응결이 가장 또렷하게 보이는 자리는 차가운 컵이에요. 차가운 곳에 잠깐 두었던 컵을 책상 위로 옮기면, 컵 바깥쪽에 작은 물방울들이 한 곳에 모여요. 이렇게 모이는 모습을 맺히다라고 해요.

그런데 그 물방울은 어디에서 왔을까요? 컵 안의 물이 새어 나온 걸까요? 아니에요. 컵은 멀쩡해요. 물방울은 컵 바깥 공기 가운데에서 왔어요. 공기에는 눈에 보이지 않는 수증기가 있는데, 그 수증기가 차가운 컵 유리에 닿아 식으면서 다시 물로 돌아온 거예요.

세 자리 모두 같은 변화예요. 공기 가운데의 수증기에 차가운 자리가 더해지면 응결이 일어나 물방울이 맺혀요.

차가운 곳에 두었던 컵을 실온 책상으로 옮기면, 몇 분 만에 컵 바깥에 작은 물방울이 맺혀요. 옆에 둔 실온 컵에는 아무 변화가 없지요. 차가운 컵에만 물방울이 맺히는 건, 차가워야 응결이 일어나기 때문이에요.

이슬·서리·흐려진 안경 — 일상 속 응결#

응결은 컵 바깥에서만 일어나는 게 아니에요. 밖에서도, 안경에서도 같은 변화를 자주 만날 수 있어요.

차가운 가을·봄 아침에 풀잎을 가만히 보면 작고 동글동글한 물방울이 맺혀 있어요. 이것이 이슬이에요. 차가운 컵 바깥의 물방울과 같은 변화인데, 자리만 컵에서 풀잎으로 바뀐 거지요. 겨울에는 풀잎이 더 차가워져서 수증기가 물이 아니라 바로 얼음으로 변하기도 해요. 그 하얀 얼음을 서리라고 해요.

응결을 만나는 자리가 또 있어요. 추운 밖에서 따뜻한 안으로 들어가면 안경이 갑자기 흐려져요. 따뜻한 공기에는 수증기가 많은데, 그 수증기가 차가운 데서 갓 들어온 안경 유리에 닿으면 응결해서 작은 물방울이 맺혀요. 물방울이 많이 맺히면 빛이 곧장 지나가지 못해 흐려 보이는 거예요. 더운 욕실 거울이 뿌예지는 것도, 추운 날 입으로 "하~" 할 때 보이는 하얀 김도 모두 같은 응결이지요.

이쯤에서 증발과 응결을 한 표에 나란히 놓고 비교해 볼게요. 두 변화는 서로 거꾸로 가는 짝이에요.

두 길이 함께 있어서 물은 줄어들기만 하지 않아요. 빨래에서 수증기로 떠났던 물도 공기 가운데 있다가 차가운 자리를 만나면 다시 돌아와요. 물은 어느 자리에서도 그냥 사라지지 않고, 모습만 바꾸며 어딘가에 머물러요.

안전 — 차가운 컵·실온에서#

오늘 살펴본 변화는 위험이 거의 없어요. 끓는 물·가스레인지·전기포트·뜨거운 물건과는 아무 상관 없이, 햇볕과 차가운 컵 정도의 편안한 자리에서 일어나는 일이거든요. 그래도 몇 가지는 알아 두면 좋아요.

차가운 곳에 손가락을 너무 오래 대면 차가운 화상 비슷한 일이 생길 수 있고, 햇볕을 맨눈으로 오래 똑바로 보는 것도 눈에 좋지 않아요. 이렇게 안전한 자리에서도 물이 공기로 떠났다가 차가운 곳에서 다시 돌아오는 한 흐름을, 빨래와 차가운 컵으로 또렷이 살펴볼 수 있어요.

물은 모습을 바꿔도 사라지지 않았지요. 그런데 물에 하얀 소금을 넣으면 그대로 섞일까요, 아니면 다시 따로 꺼낼 수 있을까요? 그 이야기는 천천히 이어서 함께 가 봐요.