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프라이팬 바닥에 무늬가 있는 이유? 목록

▷ 프라이팬 바닥엔 원형의 홈이 파여있다

주방에서 사용하는 프라이팬의 불이 닿는 곳을 자세히 살펴보면 원형의 홈이 파여져 있는 것을 볼 수 있다.
프라이팬 바닥을 이러한 모양으로 만드는 특별한 이유가 있다. 열은 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 이동하는
데 이동하는 상황에 따라 전도, 대류, 복사의 세 가지 형태가 있다.

전도현상의 예

▷ 전도 대류 복사

전도는 물체가 접촉되어 있을 때 나타난다. 온도가 높은 물체의 분자는 열 때문에 큰 운동에너지를 갖고 있
으므로 분자가 빠른 속도로 운동하여 온도가 낮은 물체의 분자에 충돌한다. 충돌할 때 온도가 높은 물체의
에너지인 열이 온도가 낮은 물체로 전달된다.

냄비를 불 위에 올려놓으면 불에 직접적으로 닿은 바닥이 뜨거워지고 점점 냄비 전체로 퍼지고, 마지막은 손
잡이 까지도 뜨거워진다. 이것은 냄비의 열이 손잡이로 전달되는 전도의 예이다.

대류는 액체나 기체에서 열이 이동하는 것이다. 액체나 기체 분자들은 열을 받으면 운동이 활발해져서 부피
가 팽창하고 밀도도 작아지게 된다. 그러면 주변의 다른 것들에 비해 상대적으로 가벼워져서 위로 올라가게
된다.

반면에 온도가 낮은 부분은 밀도가 커져서 아래로 내려온다. 결국 기체나 액체는 뜨거운 분자는 위로 올라가
고 차가운 분자는 아래로 내려오는 반복적인 흐름이 있고 이에 의해서 열이 이동된다. 냄비속의 물이 위?아
래로 순환하는 것이 바로 대류이다.

매질 없이 열이 이동하는 것을 복사라고 한다. 높은 온도를 갖고 있는 물체는 빛과 같은 전자기파의 형태로
열을 방출하여 온도가 내려간다. 반면에 낮은 온도의 물체는 이 전자기파를 흡수하여 온도가 올라간다.

이렇게 열이 빛의 형태로 전달되는 것을 열복사라고 한다. 열복사는 분자들이 충돌하거나 이동하지 않고 방
출과 흡수로 열이 전달된다.

열의 대류에 의해 프라이팬의 바닥이 뜨겁게 가열될 때 프라이팬 바닥이 보다 많은 열을 받을 수 있게 하여
열효율을 높일 수 있는 방안을 고안하였다. 바닥에 홈을 파면 표면적이 평편한 것 보다 표면적이 훨씬 넓어
지므로 열을 받을 수 있는 면적이 홈을 파지 않았을 때 보다 많아지게 된다. 결국 같은 열을 받더라도 홈을
파서 표면적을 넓힌 프라이팬이 더 빨리 뜨거워지게 된다.

▷ 물체의 표면적을 높여 열의 전달을 높이는 다른 사례

물체의 표면적을 높여 열의 전달을 높이는 것은 프라이팬 말고도 다른 곳에서도 볼 수 있다. 자동차의 냉각
장치는 엔진의 높은 열을 물을 순환시켜 식히는 장치이다. 엔진에서 뜨거워진 물은 방열기에서 온도를 낮추
게 된다. 방열기는 자동차의 앞부분에 위치하여 표면적을 높이기 위하여 많은 주름이 잡혀 있다.

각종 냉각장치

개인용 컴퓨터의 CPU에서 발생하는 열을 식혀주는 냉각 팬도 열전도율이 좋은 알루미늄을 CPU위에 놓고
그 위에 팬을 달은 것이다. 이 경우에도 알루미늄의 표면적을 높이기 위하여 주름을 만들어 공기와 닿는 면
적을 넓혀 열이 빨리 식을 수 있도록 하였다. 그리고 가정에서 여름철에 사용하는 에어컨에서도 이러한 주름
을 볼 수 있다.

출처: 국립중앙과학관

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