KISTI의 과학향기

연말연시, 한 해를 정리하고 새해를 준비하기 위해 아직도 많이 찾는 장소가 있다. 대중 목욕탕이다. 어떤 사람들은 찌든 때를 말끔하게 벗겨내기 위해서 어떤 사람들은 누적된 피로를 풀기 위해 대중 목욕탕을 찾을 것이다. 이유야 어떻든 대중 목욕탕은 여전히 우리 생활 주변에 있고 대중의 사랑의 받고 있는 우리의 독특한 문화임에 틀림없다. 그런데 이런 대중 목욕탕 속에는 우리가 잘 인식하지 못하지만 항상 일어나는 일들이 있다. 무심코 보아 넘기는 욕탕 바닥의 타일, 욕탕의 윗물이 뜨거운 이유, 목욕탕에서 노래하면 고운 소리가 나는 이유, 사우나실에 들어가면 피로가 풀리는 이유 등이 그것이다. 무심코 보아 넘길 수 있는 이런 욕탕 속의 다양한 현상들을 한번 들여다 본다.



옷을 벗고 뜨거운 증기와 온수가 가득한 탕으로 들어서면 얼굴과 몸은 열을 받아서 화끈하지만 유독 발끝만은 서늘하다. 이유는 욕탕의 바닥이 타일로 장식돼 있기 때문이다. 타일은 열전도율이 상당히 우수해서 열을 쉽게 전달한다. 열을 빨리 전달하니 탕 내부는 온도가 높아도 타일은 열을 빨리 잃어 버려 금세 차가워진다. 그래서 욕탕 내부는 더운 김으로 자욱해도 발바닥은 상대적으로 차가움을 느끼는 것이다.



반면, 탈의실 바닥은 거의 나무나 장판, 카펫 등이 깔려 있다. 더구나 외부와 통하는 문에 바로 접해 있어서 바깥의 공기가 그대로 전해진다. 그런데 열 전도율이 우수한 물질로 바닥을 깔았다고 생각해 보자. 찬 기운이 급속히 온몸으로 전달되지 않겠는가. 그래서 탈의실은 나무같은 열전도율이 낮은 물질로 바닥을 까는 것이다. 그리고 사우나실의 내부 공간을, 타일이 아닌 나무로 틀을 짜는 것도 열을 오랜 동안 내부에 모아두기 위한 아이디어이다



욕탕은 아래로 내려갈수록 물의 온도가 낮아지는데, 그 이유가 뭘까?

온도가 상승하면 물체의 부피는 커지고 그 부분이 팽창하여 밀도가 작아지기 때문에 부력이 생겨 위로 올라가고, 대신 위에 있던 온도가 낮고 밀도가 큰 부분이 내려온다. 즉 뜨거운 물은 올라가고, 찬 물은 내려가는 대류 현상이 일어나 탕 속 상하 물에 온도 차가 발생하는 것이다. 목 언저리까지 물이 차오를 만큼 몸을 탕 안에 푹 집어넣고 있으면 목 부근은 화끈화끈할 정도로 뜨거움을 느끼지만 발 쪽은 그보다 다소 약한 뜨거움을 느끼는 이유다.



목욕탕에서 노래를 부르면-물론 사람이 없을 때- 누구든지 노래방에서 듣는 자신의 음성보다 한결 훌륭한 목소리로 들리는데, 이 때문에 음치라도 노랫가락을 흥얼거리는데 머뭇거림이 없어진다. 왜 이런 현상이 나타나는 걸까? 소리는 공기의 진동을 통해 전달되는데, 벽에 부딪치면 반사한다. 그래서 목욕탕에서 흥얼거리며 내뱉은 음성이 내부 벽에 부딪치고 반사돼 되돌아온다. 흔히 ‘에코’라고 하는 반향음(메아리)이다. 그러므로 목욕탕의 내부를 반사율이 우수한 물질로 치장하면 반향 효과가 뛰어나 목소리가 한층 풍부한 음량으로 증폭되어 들리게 된다. 타일은 훌륭한 반향 물질이다. 그래서 목욕탕에서는 누구라도 자신의 음성에 잠시 매료되며 내 성량이 이렇게 훌륭한가라는 착각에 빠지는 것이다. 반면, 반향 효과가 좋지 못한 물질, 예를 들어 나무로 내부를 설계한 목욕탕이라면 평소 실력 이상의 음성을 기대하지 않는 것이 좋다.



마지막으로 사우나실에도 숨은 원리가 있다. 사우나실에 들어가면 피부의 온도가 4~10도 가량 상승하게 되는데, 열 팽창 효과에 의해서 혈관이 확장된다. 즉 피부 속 혈관이 넓어지고 같은 시간 동안에 보다 많은 양의 피가 흐를 수 있다는 것이다. 혈액의 공급이 원활해졌으니 지친 육신이 빨리 원기를 회복할 것은 자명한 이치다. 또한 고온의 사우나실의 내부온도는 인체 스스로 땀을 흘리게 하여 체온의 급상승을 조절하게 한다. 그렇게 땀을 배출하다 보면 체내의 수분이 부족하게 되고, 인체는 모자라는 수분을 채우기 위해 지방이나 근육에 축적돼 있는 물을 끌어내게 된다. 그러면 그러한 과정에서 노폐물이 체외로 방출되었으니 피곤한 몸이 빨리 회복되고 피부가 탄력을 얻을 수 있는 것이다. 물론 사우나에서 흘리는 땀은 운동에서 흘리는 땀과 성분상 차이가 있으며 운동으로 흘리는 땀이 훨씬 유익하다는 것도 잊어서는 안될 것이다.(송은영/ 과학칼럼니스트)