냉장고

인류가 불이라는 힘을 얻게 된건 언제였을까?

학계에선 유럽의 동굴유적을 근거로 30~40만년 사이라는게 정설이야

하지만 냉동의 힘이 필요없는건 아니었어

이미 우리나라에선 삼국유사에 신라가 석빙고를

만들어 사용했다는 기록이 남아있다

최초의 냉장고

사람이 손으로 압축기를 돌리는 힘든 구조로 인기는 없었다

1834년 천조국의 퍼킨스씨가 만들었다

인류 200만년 역사에서 열을 빼았는 힘을 지배하기 시작한건 180년도 안된다

냉장고가 인기를 등에 업은건 1862년이다

1856년 호주에서 특허를 낸 응축식 냉장고는

스코틀랜드에서 어느 날 인쇄활자를 씻다가 기름때를 

씻는데 쓰는 에테르라는 액체가 증발하면서 손이 아주 

시려진다는 걸 발견하고 이것을 냉매로 

이용해 냉장고를 만들었다

첨엔 양조장과 도축장에 쓰였데

여기서 아주 중요한 개념이 나온다

냉매라는건 냉각에 있어 아주 중요해 열에너지를 뺐는데있어

그릇 역할을 하는 존재지, 인류냉각역사는 이 냉매의

발전과 더불어 발전했다고 볼 수 있다

The Abortion of Young Steam Enginer's Guide.jpg

이 냉매로 얼음을 만들 수 있다는 가설은

1805년 The Abortion of Young Steam Enginer's Guide이란 

잡지에서 제시돼

아까 퍼킨스씨가 만든 냉장고에서는 이런 냉매를 사용할 기술이 없었다

어쨌든 최초의 냉매는 유황에테르라고 불리기도하는

이 메틸에테르가 최초의 냉매제로 쓰인다

어쨌든 최초의 냉매냉동기계가 발명된후 돈냄새를 맡은

천초국 형님인 알렉산서 트위닝 성님이 암모니아나

이산화탄소를 냉매로 쓸 수 있지 않냐는 의견을 제시하나

1855년 2월에 메틸 에테르로 하루 2000파운드의 얼음을

만들 수 있는 기계를 발명한다

돈맛을 본 성님은 1857년 하루 80톤에 달하는 얼음을

생산할 수 있는 공장 건설을 하자는 제의를 받으나

미국의 남북전쟁 때문에 무산으로 돌아가지

어쨌든 에테르를 냉매로하는 냉장기술은 1900년대까지

계속해서 발전하게돼 

이쯤에서 냉매가 어떻게 신처럼 열을 빼앗는지 알아보자.

보일-샤를 법칙은 문돌이들도 귀뜸으로 들어봣겠지?

보일찡은 온도가 일정할때 기체의 압력은 부피에 반비례한다고 말해

간단하게 출퇴근용자전거에 바람을 넣으면 빠방해지지

그 빠방함이 압력이 쎄진다고 한다

그럼 바람 빼면 어떠노? 타이어가 흐물흐물해지지

그건 압력이 약해진다고 한다

즉 바람 넣으면 압력이 세지면서 바퀴가(부피가) 커지고 바람 뺴면 

압력이 약해지며 바퀴가(부피가) 작아진다는 말이지

 또 100년 뒤에 샤를 이라는 사람이 나타나

이사람은 보일과는 다르게 

압력이 일정할 때 기체의 부피는 온도의 증가에 비례한다.라고 한다

어렸을적 탁구공 찌그러지면 뜨거운물에 휙 던져넣으면 펴지는거 아냐?

따뜻한 곳에 있으면 안의 공기가 빠방해진다

온도가 높아지면 부피가 늘어난다

사실 샤를의 법칙은 프랑스의 게이뤼삭과 영국의 돌턴이 1802년, 1801년

각각 독립적으로 발표했으나 샤를이 20년 앞서 발견해 샤를 법칙이라 불러

그런데 우연찮게 이 기체법칙 삼대장의 이론을 엮어 

풀어 보면 재밌는 법칙이 만들어져

뭔말이냐면 자전거는 항상 누군가에 의해 바람이 빠지지 않겠어?

그래서 타이어에 펌프를 연결하고 열심히 펌프질 하지 않겠냐는 말이야.

그때 펌프의 막대기 부분을 만져보면 따뜻한게 느껴진다

즉 부피가 줄어들고 압력이 높아지면 온도도 변해서 3가지가 동시에 변한다

법칙들을 조합하여 만든 법칙이 보일-샤를의 법칙이다

-온도, 압력, 부피가 동시에 변화할 때 이들 사이의 관계를 나타낸다.

그럼 여기서 뭔가 아이디어가 생겨 부피가 늘어나고 압력이 낮아지면?

온도는?? 떨어진다

이 원리로 인해 냉장의 원리가 생기고

1805년도에 앞에서 설명했듯이 에테르로 얼음을 말들 수 있을거라는 가설이 세워져

그리고 퍼킨스씨와 트위닝씨가 쌍두마차로 응용기술을 캐리하지

이제 냉매의 역사로 마무리 할께

에테르를 냉매로 쓴 이후

위에서 트위닝씨가 제시한

암모니아와 이산화탄소를 냉매로 사용한 냉장고가 상용화돼

또 나중에 아황산 가스를 냉매로 사용한 냉장고가 나오게 돼고

이는 최장 1970년대까지 사용하게돼

근데 궁금하지 않아? 왜 트위닝씨가 얼음을 만들었을뿐인데

어떻게 돈을 버는지?

바로 바나나 때문이야

당시 남미지역에서는 거대한 바나나 플랜테이션이 성황중이었어

이 바나나는 미국 남부 텍사스쪽으로 들어와 엄청난 인기가 있었지

그때 생겨난게 델몬트랑 또 뭐시기.. 썬키스트 등이 있는데

어쨌든 이 바나나를 옮기는데 있어 얼음은 필수 불가결한 존재였어

당시 냉동선박이 없는 점을 생각하면 화물상자에 얼음을 꽉 채워서

바나나를 이송하는 방법밖에 없었거든

즉, 바나나의 판매량= 곧 얼음의 판매량이 되어서

우리 알렉산서 트위닝씨가 그렇게 얼음 공장에 목을 멨던거야

그!리!고

대망의 신의 물질, 악마의 재료 프레온가스가 나와

현재 이 프레온가스를 대체재로 수많은 냉매가 나오는 

현재진행형이라 이 글은 프레온 가스까지만 설명을 할게

이 프레온가스는 어쩌면 인류가 신을 거스르는 바벨탑사태와

비슷한 결과를 초래하게돼

하지만 어쩌면 이 가스가 없었다면 현재

일게이들의 집에 있는 냉장고와 에어컨, 김치냉장고, 자동차에어컨 등은

모두 없었고

심지어 현존하는 백신들과 여러 화학물들이 없어 인류가 아직까지도

병에 시달려야하는 등 어쩌면 인류의 어쩔 수 없는 선택이었을지모르는

물질이지

아까 설명했듯 냉매들이 에테르, 아황산가스, 암모니아, 이산화탄소 등등

이 가스들이 우리 집에서 터진다 가정해볼까?

생각할 필요있나? 그나마 에테르, 이산화탄소는 효율이 적어

부피가 어마어마하게 커, 

최초의 컴퓨터 에니악같이 엄청 크다생각하면 돼

그럼 어떤건 기계가 너무 커서 안좋고 어떤건 위험하고 어떤건 효율이 적고..

그러다 1890년대 유도전기모터가 개발되면서 소형냉장고가 탄생하지

하지만 여전히 효율이 안좋아서 판매가 거의 안돼다

1920년대 전기공학과 제조업이 발달하게되면서 엄청난 판매량을 올리기 시작하지

그리고 1930년대 미국의 듀퐁사에 의해 염화불화탄소 즉, 프레온가스가 태어나

냉장고 발달 과정에서 가장 영향을 많이 미친 물질이 프레온가스야 아무리 써도써도

기체 상실이 거의 없고 효율이 엄청나고 인체에 아무런 해가 없고

당시엔 환경에 어떠한 영향도 미치지 않아 정말 신의 물질이었어

하지만 1966년 영국의 남극 탐사팀이 오존구멍을 발견하게돼

그리고 1985년 미국의 기상위성 님부스(Nimbus)7호가 남극의 오존 상태를

컴퓨터로 그래픽화 함에 따라 오존층에 구멍이 있다는 것이 확인되어 

오존홀이라고 명명돼.

88년에는 북극에서도 오존홀이 발견됐지만 남극하고는 비교도 안됐어

이유는 프레온가스는 거의 대부분 북반구에서 생성되지만

남극의 특이한 기상활동으로인해 프레온가스의 오존파괴가 심해진거야

1985년 각국 정상들이 모여 빈 협약을 체결하게돼 그리고 체계적으로

프레온가스 배출을 줄이지,

하지만 현재까지도 아직 완벽하게 프레온가스를 대체할만한 물질이 없대

거의 비슷하게는 만들고 있다지만

최근 오존층이 많이 회복된 모습을 보여 다행이야

자 그럼 이제 마무리하고

요약 들어갈게

냉장고 시원해지는 이유

-냉장고뒤에 프레온가스를 압축해 뜨겁게한다->그걸 선풍기로 온도를 내림->그리고 그걸 냉장고 안쪽에 뽜~하면서 풀어버리면 영하 20도정도의 냉기가 형성되서 얼음도 얼고 물도 시원해지지

몇가지 충고를 주자면 냉장고 열어 놓는다고 에어컨처럼 시원해지지않아

뒤쪽에서 선풍기로 열을 내뿜기때문에 점점 더워져.