79
2016-07-03 03:01:28
85
베오베 글은 안보고 있다가 과게나 들러봤는데, 아직 진행중이었네요..
정량계산까지 해오셨군요.
정성적인 해석을 조금 더 붙여보겠습니다.
압축된 유체가 팽창 할 때 온도가 낮아지는 것은 두가지 효과로 볼 수 있습니다.
1. 일을 하는 팽창 (단열 팽창), 주변의 공기를 밀어내는 '일'을 하며 팽창하여 에너지를 잃고 온도가 낮아짐.
2. 일을 하지 않는 팽창 (자유 팽창, 줄-톰슨 효과), 비이상기체의 분자간 인력때문에 팽창할 때 탈출 에너지가 필요. 운동에너지가 위치에너지로 바뀌며 온도가 낮아짐. 분자간 상호작용이 없는 이상기체는 줄톰슨효과가 0이며, 분자간 인력보다 척력이 더 큰 수소의 경우 팽창하며 온도가 상승.
실제 공기는 당연하게도 압축되고 항력과 마찰이 있습니다. (위 모델에서 그 값은 매우 작지만) 베르누이의 완전유체가 아닌것이지요. (대개 무시해도 좋을 만큼 작은 값입니다.) 페트병으로 진입하는 자연풍은 공기의 밀도와 속력만큼 운동 에너지를 가지고 있고 이는 동압력(dynamic pressure)이 됩니다. 동압력이 있는 유체에 충돌하는 물체가 있으면 항력이 되구요. 페트병에 진입하는 공기는 좁아지는 벽에 충돌하여 항력이 생기고 필연적으로, 국소적으로 압축됩니다 (다시 강조하지만 아주 쬐끔, 그러나 0 보다 큰,). 병목에 진입하는 동안 벽면에서 국소적으로 압축된 공기가 단열압축해서 실 외보다 온도가 높아진다는 것이고 페트병 벽면을 통해 실외로 열 이동이 일어나는 것입니다. 평행한 병목에 완전히 진입한 후에는 항력없는 동압력이 되고 높은 유속과 전압력(stagnation P)보존(에너지보존법칙)에따라 정압력(static P)이 낮아지고 팽창합니다. 이후는 전술한대로지요.
이상기체도 아니고, 완전유체도 아닌 실제공기의 아주아주 작은 변인을 보는 것이기 때문에.. 완전유체를 가정한 베르누이원리만 생각하면서 이 문제를 보면 페트병 사업자가 역설하는 것처럼 느껴질지도 모르겠군요.
했던 말 또 하지만, 카이스트 교수님의 주장은 "수십기압이나 걸려야 실생활에 쓰일 수 있을까 말까 할 만큼 미미한 효과다" 입니다. 정성적으로 원리를 부정한 것이 아니라 정량적으로 작은값이라 쓸모없으니 하지말고 창문이나 열으라고 한것입니다.
이렇듯 설명도 해보고, 메스컴에 발표된 교수님의 권위를 빌어도 해보고, '교묘한이야기'님의 열확산드립에 반론도 하고, 제 스스로 이학박사라고 커밍아웃까지 했는데도 불구하고... 페트병사업자라고 조롱하고, 인터넷에서 주워들은 걸로 헛소리하는 사람 치부를 하니 참담한 심정입니다.
정작 '교묘한이야기'님 당신은 직접 과학적 설명도 하지 아니하고, 다른 사람의 주장을 조롱 할 뿐 단 한가지도 반론은 하지 아니하며, 하는 말이라고는 "답답들하시네요", "페트병사업자들", "공부좀 더하세요", "무슨자부심인지 원", "시뮬레이션이라도 해보시죠?".
..yesman님이 계산 해오니까 하는말이 "우쭐대셔서 저도 돌려보려구요"
교묘한이야기님, 당신 물리학 석사라구요, 문제의 맞고 틀림을 떠나서 이게 물리학자가 과학을 대하는 태도인가요