섭씨와 화씨의 기준점과 온도 체계의 차이
우리가 흔히 쓰는 섭씨온도는 물의 어는점을 0도로, 끓는점을 100도로 설정하여 그사이를 100등분한 체계입니다. 반면 미국 등 일부 국가에서 사용하는 화씨온도는 소금물의 어는점을 0도로 두고, 인간의 체온을 96도, 물의 끓는점을 212도로 잡았습니다.
이로 인해 화씨 1도는 섭씨 1도보다 온도 변화 폭이 1.8배 더 좁습니다. 여행이나 해외 직구를 할 때 화씨 100도는 섭씨로 약 37.7도에 해당하므로 단순 암기보다는 변환 공식을 기억하는 편이 좋습니다.
화씨에서 32를 뺀 뒤 5를 곱하고 9로 나누면 정확한 섭씨 온도가 산출됩니다.
일상에서 흔히 마주치는 현상 속에는 물리학과 화학의 원리가 숨어 있습니다. 섭씨와 화씨의 기준점 차이나 비행기 창문의 작은 구멍, 그리고 다이아몬드의 착각까지 정확한 과학적 사실을 이해하면 세상을 보는 시각이 달라집니다.
비행기 창문 아래쪽에 난 작은 구멍의 역할
비행기에 탑승해 창문을 보면 유리 하단부에 지름 2밀리미터 남짓한 작은 구멍이 뚫려 있는 것을 발견할 수 있습니다. 이 구멍은 단순한 마감이 아니라 기내와 외부의 기압 차이를 조절하는 브리딩 홀입니다.
비행기가 순항 고도인 1만 미터 상공에 도달하면 바깥 기압은 지상의 5분의 1 수준으로 급격히 떨어집니다. 이때 창문은 바깥쪽 유리, 안쪽 유리, 그리고 플라스틱 블라인드로 구성되는데 구멍을 통해 공기가 통과하면서 안쪽 유리에 가해지는 압력을 분산시킵니다.
만약 이 구멍이 없다면 엄청난 기압 차이로 인해 승객이 마주하는 창문 유리가 파손될 위험이 커집니다. 또한 창문 사이에 습기가 차서 시야가 가려지는 현상을 방지하는 제습 기능도 수행합니다.
다이아몬드는 지구상에서 가장 단단하지만 영원하지 않다
다이아몬드는 모스 부르기 기준 경도 10으로 현존하는 자연물 중 가장 단단한 물질로 알려져 있습니다. 탄소 원자들이 강력한 공유결합으로 촘촘하게 얽혀 있기 때문에 웬만한 충격으로는 긁히거나 부서지지 않습니다.
하지만 물리적인 단단함과 화학적인 안정성은 별개의 문제입니다. 다이아몬드는 순수한 탄소로 이루어져 있어서 상온에서는 매우 안정적이지만, 약 섭씨 800도 이상의 고온에서 산소와 만나면 이산화탄소로 변하며 흔적도 없이 타버립니다.
보석으로 영원하다고 홍보되지만 실상은 산소가 존재하는 환경에서 불을 가까이하면 순식간에 사라질 수 있는 가연성 물질인 셈입니다.
거울에 비친 상이 좌우가 아니라 앞뒤가 반전되는 이유
거울 앞에 서서 손을 흔들면 왼쪽은 그대로 왼쪽인데 어째서 거울 속 사람은 오른쪽 손을 드는지 의문을 품게 됩니다. 대다수 사람은 이를 좌우 반전이라고 생각하지만 광학적으로 거울은 좌우를 바꾸지 않습니다.
거울이 실제로 바꾸는 방향은 바로 앞과 뒤입니다. 우리가 거울을 볼 때 거울 면을 향해 수직으로 발사된 시선이 거울에 부딪혀 반사되어 돌아오기 때문에 z축 방향, 즉 깊이 축이 반전되는 것입니다.
거울 속의 내가 오른쪽 손을 드는 이유는 내가 몸을 180도 돌려 거울 속 사람과 같은 방향을 바라본다고 가정했을 때의 상대적인 위치 변화 때문입니다. 결국 거울은 위아래도 좌우도 아닌 전후의 공간 축만을 정확하게 대칭으로 비추고 있습니다.