기온이 높을 때나 운동을 할 때면 더위를 느낄 수 있습니다. 이때 사람들은 최대한 빨리 더위를 해소하고자 하는데, 선풍기나 에어컨 등의 냉방기기가 없다면 손을 이용한 부채질을 많이 합니다.
손부채질은 인공적으로 바람을 일으키는 행위로 이렇게 만든 바람이 우리 피부에 닿으면 아주 짧은 순간 시원함을 느낄 수 있습니다. 근데 손부채질을 하기 위해서는 근육을 수축·이완해야 하고, 이를 위해 ATP라는 에너지원을 사용해야 합니다.
참고로 ATP는 20% 정도만 근육을 움직이는 일에 사용하고, 나머지 80%는 열로 방출합니다. 여기서 주제의 의문이 생기는데, 손부채질을 하면 잠깐의 시원함을 느낄 수 있어도 근육을 사용해야 하므로 결과적으로 열을 방출해야 하고, 이것이 더 덥게 만들 수 있다는 생각을 하는 겁니다. 그래서 어른들이 “가만히 있으면 덥지 않다”는 말을 자주 하는 걸까요?
먼저 손부채질로 만든 인공적인 바람이 어떻게 시원하게 해줄 수 있는지부터 알아보겠습니다. 우리 몸은 더울 때 땀을 배출하고, 땀이 증발하면서 열을 빼앗는 기화열을 이용해 체온을 낮출 수 있게끔 시스템이 되어 있습니다. 이런 시스템이 더욱 효과적으로 작동하기 위해서는 증발이 빨리 일어나도록 해주면 되는데, 바로 바람을 이용하면 됩니다.
또한, 바람은 주변의 더운 공기도 시원한 공기로 교체해주면서 더욱 시원하게 해줄 수 있습니다. 근데 손부채질은 선풍기와 비교했을 때 워낙 바람이 약하고, 지속적이지 않으므로 효과가 미비합니다. 그래서 인공적으로 만든 바람이 땀을 효과적으로 증발시킬 수 있을지 의문이 생깁니다.
이 의문을 해결하기 위해서 손부채질을 했을 때 몸에서 생성한 열과 손부채질을 했을 때 얼마나 시원하게 해줄 수 있는지 비교할 수 있어야 합니다. 하지만 이 둘을 비교하기가 정말 어렵습니다. 왜냐하면, 이에 관여하는 요인이 너무 많기 때문입니다.
이를 다루는 계산 공식은 봐도 이해하기가 어렵고, 어려운 계산을 했음에도 다양한 요인으로 정확하지 않다는 설명이 덧붙여져 있습니다. 그래서 결괏값만 보고 이야기를 하도록 하고, 다른 실험도 참고해서 의문을 해결하고자 합니다.
외국의 한 매체에서 이와 관련해 직접 계산을 한 자료가 있는데, 손부채질을 할 때 발생하는 열량은 1.0kcal/m이고, 오차 범위는 0.7~2.5kcal/m으로 매우 넓다고 합니다.
그리고 30℃의 기온와 40%의 상대 습도인 날씨에서 손부채질을 하면 10.97km/h의 기류를 생성할 수 있고, 이 바람으로 2.85kcal/m의 냉각률을 제공할 수 있다고 합니다. 즉, 손부채질을 하면 손해는 아니라는 겁니다.
다만, 날씨가 너무 덥고, 습도가 높으면 손부채질을 해도 큰 의미가 없고, 선선하고, 습도가 낮을 때 하는 손부채질이 매우 효과적이라고 합니다.
또 재미있는 실험이 하나 있는데, 선풍기 앞에 온도 센서 2개를 놓고, 종이로 덮어 놓습니다. 이때 한쪽에는 뜨거운 물에 담가두고, 온도 변화를 측정합니다. 재밌게도 약 3분 정도가 지났을 때 뜨거운 물에 종이로 덮어 높은 온도 센서가 더 낮은 온도를 기록했고, 선풍기를 틀자 온도가 더 많이 떨어지는 것을 관찰할 수 있었습니다.
이는 증발과 기화열이 그만큼 열을 잘 뺏는다는 방증으로 우리가 땀을 흘렸을 때 바람을 만들어 증발을 잘 시켜주면 더 빨리 체온을 낮출 수 있습니다.
그리고 팔은 열에 덜 민감한 부분이고, 손부채질은 열에 민감한 얼굴에 하므로 하는 것이 좋습니다. 또한, 바람을 잘 만들 수 있는 부채 등을 활용해서 해주면 힘을 덜 들이고 효과를 극대화할 수 있습니다. 궁금증이 해결되셨나요?
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