페트병 에어컨의 진실 | 과학으로 포장된 집단 무지 2

(1편 글 읽기)

페트병 에어컨은 여러가지의 모순이 있다.

이번엔 유체역학 측면에서는 맞는지를 과학적, 공학적으로 살펴보자.

왜냐하면 이것이 말이 안되면 주장하는 조건 자체가 만들어지지 않기 때문이다.

과연 바람이 좁은 곳을 지나면서 속도가 빨라지는가이다.

왜냐하면 그냥 경험적, 상식적으로 맞는 것 같기 때문이다.

창문에 매달린 페트병엔 해당되지 않는다.

입출구 압력차이로 인해 "쥐어 짜는" 현상이 생기기 때문이다.

그렇기 때문에 좁은 통로로 방출하면 빠른 속도로 분출한다.

창밖과 실내의 주변 압력(정압이라고 함)은 같다.

속도가 빨라지기는커녕 줄어든다.

그림으로 비교해 보자.

실제 상황은 오른쪽의 B와 같은 상황이다.

좀 더 구체적으로 두 경우의 압력(P)과 속도(V)의 크기를 표시하면 아래와 같다.

그러므로 하류로 갈수록 정압은 감소하고,

즉, A와 같은 상황에서는 1-2 지점의 압력차가 크다면 줄-톰슨 효과에 의한 냉각 작용이 일어날 수 있다.

유체(바람)는 그냥 가지고 있던 운동에너지에 의해서 흐른다.

즉, 페트병 에어컨의 작동 조건 자체가 형성되지 않는다.

사실 지난번의 온도차 측정 때도 그렇지만,

지난번처럼, 오히려 허접한 실험이라고 비난받기 쉽다.

아래는 개인적으로 소장하고 있는 풍속계이다.

그런데 이거 생각보다 자리잡고 준비하기가 어렵다.

최소한의 재료와 노력으로 간단한 실험 도구를 만들었다.

의자 다리를 이용해서 지지대를 만들었다.

선풍기도 일반적인 크기는 이런 실험에 불편하므로 작은 것을 이용했다.

즉, 아래와 같이 2L 페트병을 잘라서 설치하고,

아무것도 움직이지 않은 그 상태에서 페트병이 달린 하드보드지만을 제거한 후 속도를 측정했다.

높이 조절을 통해서 페트병으로는 풍속이 강한 바람이 향하도록 했다.

결과는,

- 페트병 부착시의 페트병 출구 풍속 : 14.5~15.0 km/h

위에서 설명, 예상한 것과 동일한 결과이다,

수차례 반복을 하여 측정을 해도 일관된 결과를 나타냈다.

오히려 감소시키고 있다.

즉, 지난번 글에서는 이상적(ideal)으로 보았을 때,

실제로는 그것마저도 일어나지 않을 것이다.

* 이 글은 필자의 블로그에 실린 글입니다.