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물리학이 바라본 뜨거운 커피 식히는 방법
2016.11.16 Wed 2,496

기사 요약

한 잔의 커피로 우리는 간편하게 행복을 맛볼 수 있다. 하지만 모든 커피 애호가들이 공통적으로 겪게 되는 문제가 있다. 갓 추출한 커피의 향은 좋지만, 목으로 넘기기에는 너무 뜨겁다는 점이다. 물리학 교수(Southeastern Louisiana University)인 렛 알레인(Rhett Allain)이 커피를 식히는 방법과 관련된 재미있는 실험을 진행했다. 가장 간편한 방법은 종이컵의 뚜껑을 열어두는 방법이고, 두 번째는 뚜껑을 둔 상태에서 마시는 구멍 안으로 바람을 불어넣는 것이다. 어떤 방법이 좀 더 효과적일지를 알기위해서는 빈 종이컵과 온도계가 동원됐다. 갓 추출했을 때의 온도를 80도 정도로 가정하고, 마시기 좋은 온도(실험에서는 64도)를 설정, 실험에 들어갔다. 먼저 같은 크기와 모양의 종이컵 3개에 각각 80도의 뜨거운 물을 붓고 첫 번째 잔에는 뚜껑을 그대로 둔다. 두 번째 잔에는 뚜껑을 제거하고 세 번째 잔에는 뚜껑 안으로 바람을 계속 불어넣었다. 어떤 방식이 가장 효과적이었을까? 그래프에서 볼 수 있는 것처럼 뚜껑이 없는 커피가 가장 빨리 식었다. 이는 모든 뜨거운 물체를 식히는데 단 2가지 방법만 가능하기 때문이다. 먼저 열전도이다. 뜨거운 커피를 차가운 물체 옆에 두면 커피의 열 에너지가 차가운 물체로 넘어가면서 온도가 떨어지게 된다. 이번 실험에서 커피보다 차가운 유일한 것이 공기라는 점에서, 공기와의 접촉 면적을 늘려주는 것이 가장 효과적이기 때문이다. 두 번째 방법은 증발이다. 커피 속 수분이 증발하면서 열에너지를 빼앗아가게 되어 커피의 온도가 낮아지는 원리이다. 잔 뚜껑이 없으면 증발을 위한 표면적이 늘어나기 때문에 냉각속도가 빨라진다. 만일 뚜껑을 그대로 두고 구멍 속으로 바람을 불어넣어도 증발속도를 늘릴 수 있겠지만, 뚜껑을 제거하는 것보다는 비효율적이다. 여기에서 실험이 한가지 더 추가됐다. 뚜껑과 구멍을 플러그(PLUG)로 막은 경우를 비교해보는 것인데 온도와 시간을 비교하기위한 방법이다. 그래프 상에서는 뚜껑 플러그가 있는 커피가 더 차가운 것처럼 보일 수 있지만, 사실 두 잔의 온도 차이는 없다고 봐도 무방하다. 즉 플러그는 커피온도를 유지시키는 기능 보다는, 잔 속의 커피가 흘러넘치는 것을 방지하는 것뿐이다.   참조: https://www.wired.com/2016/11/physics-says-best-way-deal-hot-coffee/

한 잔의 커피로 우리는 간편하게 행복을 맛볼 수 있다. 하지만 모든 커피 애호가들이 공통적으로 겪게 되는 문제가 있다. 갓 추출한 커피의 향은 좋지만, 목으로 넘기기에는 너무 뜨겁다는 점이다. 물리학 교수(Southeastern Louisiana University)인 렛 알레인(Rhett Allain)이 커피를 식히는 방법과 관련된 재미있는 실험을 진행했다. 가장 간편한 방법은 종이컵의 뚜껑을 열어두는 방법이고, 두 번째는 뚜껑을 둔 상태에서 마시는 구멍 안으로 바람을 불어넣는 것이다. 어떤 방법이 좀 더 효과적일지를 알기위해서는 빈 종이컵과 온도계가 동원됐다. 갓 추출했을 때의 온도를 80도 정도로 가정하고, 마시기 좋은 온도(실험에서는 64도)를 설정, 실험에 들어갔다. %ec%8b%9d%ed%9e%88%ea%b8%b0-2 먼저 같은 크기와 모양의 종이컵 3개에 각각 80도의 뜨거운 물을 붓고 첫 번째 잔에는 뚜껑을 그대로 둔다. 두 번째 잔에는 뚜껑을 제거하고 세 번째 잔에는 뚜껑 안으로 바람을 계속 불어넣었다. 어떤 방식이 가장 효과적이었을까? %ec%8b%9d%ed%9e%88%ea%b8%b0-3 그래프에서 볼 수 있는 것처럼 뚜껑이 없는 커피가 가장 빨리 식었다. 이는 모든 뜨거운 물체를 식히는데 단 2가지 방법만 가능하기 때문이다. 먼저 열전도이다. 뜨거운 커피를 차가운 물체 옆에 두면 커피의 열 에너지가 차가운 물체로 넘어가면서 온도가 떨어지게 된다. 이번 실험에서 커피보다 차가운 유일한 것이 공기라는 점에서, 공기와의 접촉 면적을 늘려주는 것이 가장 효과적이기 때문이다. 두 번째 방법은 증발이다. 커피 속 수분이 증발하면서 열에너지를 빼앗아가게 되어 커피의 온도가 낮아지는 원리이다. 잔 뚜껑이 없으면 증발을 위한 표면적이 늘어나기 때문에 냉각속도가 빨라진다. 만일 뚜껑을 그대로 두고 구멍 속으로 바람을 불어넣어도 증발속도를 늘릴 수 있겠지만, 뚜껑을 제거하는 것보다는 비효율적이다. 여기에서 실험이 한가지 더 추가됐다. 뚜껑과 구멍을 플러그(PLUG)로 막은 경우를 비교해보는 것인데 온도와 시간을 비교하기위한 방법이다. %ec%8b%9d%ed%9e%88%ea%b8%b0-4 그래프 상에서는 뚜껑 플러그가 있는 커피가 더 차가운 것처럼 보일 수 있지만, 사실 두 잔의 온도 차이는 없다고 봐도 무방하다. 즉 플러그는 커피온도를 유지시키는 기능 보다는, 잔 속의 커피가 흘러넘치는 것을 방지하는 것뿐이다.   참조: https://www.wired.com/2016/11/physics-says-best-way-deal-hot-coffee/
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