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물에 열을 가하면 증발됩니다. 이것은 누구나 아는 당연한 상식이죠.
그런데 물은 가해진 열량만큼 비례해서 정확히 증발되고 있을까요?
사실 그렇지 않습니다. 물은 가해진 열량보다 무려 278%나 더 빨리 증발되죠.
혹시 모르셨나요? 괜찮습니다 .과학자들도 2022년에 새롭게 알게된 사실이니까요.
사실 과학자들도 물이 왜 이렇게 빨리 증발되는지 제대로 이해하지 못합니다.
물은 어째서 가해진 열량보다 더 빠르게 증발되고 있는 걸까요?
이 문제는 오랫동안 과학자들의 머리를 아프게 만들었습니다.
열에 의해 일어나는 물의 증발 속도는 왜 수학적 예측을 벗어나는 걸까?
물의 증발 속도는 가해지는 열에 비해 훨씬 더 빠르게 일어나고 있습니다.
무려 278%나 더 빠르게 물이 증발되고 있죠.
처음에 과학자들은 실험 자체의 오류가 있었을 것이라 생각하기도 했었습니다.
하지만 그 이후로 이루어진 여러차례의 실험을 통해서 점점 생각이 바뀌게 되었는데요.
결국 과학자들은 물의 증발을 더욱 가속시키는, 어떠한 힘의 존재를 의심하기 시작했습니다.
그리고 오랜 연구끝에, 과학자들은 그 힘의 정체가 바로 '빛'이라는 사실을 밝혀냈죠.
과학자들은 이를 증명하기 위해서 물로 채워진 하이드로겔을 이용해 실험을 진행했습니다.
이 하이드로겔에 여러가지 색상의 빛을 비춰 보면서, 그 안의 물의 상태를 살펴본 건데요.
참고로 이 때 사용된 빛은 열을 전달할 수 없게 완전히 차폐되었습니다.
그 결과, 하이드로겔의 포함되어 있던 물이 점점 빠르게 증발되기 시작했습니다.
뿐만 아니라, 빛의 색과 파장에 따라서도 물이 증발되는 속도가 달라지고 있었죠.
이러한 현상은, 하이드로겔의 물이 빛에 의해서 증발되고 있음을 보여주는 명백한 증거였습니다.
또한 과학자들은 더 정확한 검증을 위해서, 빛을 완전히 제거한 뒤 열을 이용해서 가열도 해봤는데요.
그러자 빛이 있을 때보다 물의 증발 속도가 더 떨어지게 되었고, 수학적 예측도 일치하게 되었습니다.
반대로 빛을 다시 비추자, 물의 증발 속도는 점점 더 빨라지 시작했고, 수학적 예측도 점점 틀어지기 시작했죠.
사실 물은 열 에너지를 잘 흡수하는 특성이 있지만, 빛은 잘 흡수하지 않는 것으로 알려져 있었습니다.
맑은 물의 바닥이 투명하게 잘 보이는 경우가 있는데, 이는 물이 빛을 잘 흡수하지 않는 특성 때문입니다.
그런데 이러한 특성과는 반대로, 빛을 비추는 것 만으로도 물은 아주 빠르게 증발 되고 있었던 겁니다.
아직 정확한 원리는 알 수 없지만, 과학자들은 이러한 현상을 "광분자 효과"라고 부르기로 했죠.
이러한 광분자 효과는, 물과 공기 사이의 경계층이 뚜렷할 경우에 잘 발생되는 것으로 보이는데요.
실험에서 이용된 하이드로겔의 경우에는, 물과 공기층 사이에서 뚜렷한 경계층을 가지고 있었습니다.
하지만 과학자들은 바다의 표면이나 구름, 안개를 구성하는 물방울의 포면에서도 이러한 광분자 효과가 충분히 일어날 수 있을 것으로 추정하고 있습니다.
만약 그렇다면, 이 광분자 효과를 잘 활용할 수 있는 분야도 분명이 존재하고 있을 텐데요.
예를 들면, 태양광을 이용하는 담수화 공정에 적용하게 되면, 생산성을 훨씬 더 높힐 수 있게 될 겁니다.
(담수화 : 바닷물에서 염분을 제거하는 것)
또한 광분자 효과는 기후 변화 모델링 분야를 개선하는데도 활용될 수 있을것으로 기대되고 있습니다.
그리고 어쩌면 빛에는, 아직도 우리가 모르는 비밀들이 더 많이 남아 있을지도 모르겠습니다.
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