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  1. 2009.04.12 너무 뜨거운 물을 부으면 깨져버리는 유리잔의 원리

너무 뜨거운 물을 부으면 깨져버리는 유리잔의 원리

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어쩌다가 유리잔에 뜨거운 물을 부었는데 유리잔이 갑자기 깨져버려서 놀란 경험이 있을 것이다.
아니면 뜨겁게 달궈진 유리컵 같은 것을 설거지통에 넣었는데 갑자기 쩍하고 금이 가서 손을 다칠 뻔한 적도 아마 있을 것이다.
 왜 이런 일이 일어나는 걸까? 그리고 그렇게 유리가 깨지는 이유를 안다면 사고를 미연에 예방할 수도 있지 않을까?
 '유리'라는 것은 규산(SiO2), 붕산(H3BO3),인산(Pb2O5),소다(Na2O),석회(CaO)등등의 성분으로 구성된 물질이다. 이런 유리가 가진 내열성에는 부분 온도차가 일정온도이상 차이가 나게 되면
파괴되는 한계가 있는데, 바로 이러한 내열성의 한계 때문에 유리가 깨지게 되는 것이다.
보통 두께 1.9mm의 유리는 105˚C이상의 부분적인 온도차가 발생하면 깨지고, 두께 3mm짜리는
80~100˚C, 5mm짜리는 60˚C이상의 온도차가 발생하면 깨져버리게 되어 있다. 즉 우리가 일상생활에서 그 동안 경험에 왔던 느닷없이 유리가 깨졌던 것은 유리가 차가운데 있다가 갑자기 뜨겁게 되거나 반대로 뜨거운데 있다가 차가운데 있어서라기 보다는 유리의 어떤 한 부분과 다른 어떤 한 부분의 온도차가 일정한 수준을 넘어서 버렸기 때문에 발생한 것이라고 볼 수 있다. 즉 뜨겁게 달궈진 유리컵을 유리컵의 모든 부분이 동시에
찬물에 쏙 들어가도록 담근다면 유리컵은 깨지지 않을 것이다. 하지만, 실제로 유리컵을 찬물에 담그게 되면 손으로 잡지 않은 반대편 부위가 먼저 찬물에 들어가게 되어 유리컵에 금이 가면서 손을 베일 수 있는 것이다. 그러니 가장 안전한 방법은 유리잔이 좀 뜨겁거나 너무 차갑다는 느낌이 든다면 바닥에 물기가 없는 상온 상태에다 당분간 방치해 놨다가 씻는 것이 안전하다고 하겠다.  당신의 손은 소중하니까.


+ 그리고 이 글을 읽으면서 이해가 빠른 사람은 눈치를 챘겠지만 유리가 얇을 수록 오히려 높은 온도차이를 잘 견딘다. 상식적으로는 두꺼운 유리가 더 튼튼해서 잘 안깨질 것 같지만 같은 성분으로만든 같은 재질의 유리라면 얇은 유리가 더 큰 부분 온도차이를 견딜 수 있다. 투명 유리 주전자와 알코올 램프로 가열해도 깨지지 않던 실험 기구들이 왜 그렇게 얇게 만들어졌는지 이해가 가는 대목이다.







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