아니 왜 저차는 머플러에서 물이 줄줄나오나 저거 어디 고장난거 아니야? 기름이 새는건가?
아님 주유소에서 기름넣다 물이 들어갔나?
운전 하다 이런생각을 한번쯤은 해본적이 있을 것이다.
이렇게 가끔 자동차의 배기구에서 물이 줄줄 흘러나오는 이유는 도데체 무엇일까?
자동차에 쓰이는 가솔린은 모두 그 성분이 수소와 탄소의 화합물로 혼합물과는 전혀 다른 의미이다.
화합물이란 어떤 분자, 또는 원자가 화학반응을 통해 생성된 물질을 이야기 하는 것이고, 혼합물이란 어떤물질이 화학반응을 일으키지 않고 단순히 섞여있는 것을 의미한다.
잠깐 여기서 가솔린 이야기를 좀 하고 가자. 가솔린을 이루고 있는 주 성분은 탄화수소이다.
분자구조에 따라 옥탄(C8H17)과 헵텐(C7H16)으로 나뉘며, 가솔린은 이 두 화합물이 혼합된 물질이다. 일반적으로 옥탄과 헵텐의 혼합비율을 우리는 옥탄가라 부른다.
옥탄의 특징은 불꽃에 의해서만 점화가 이루어지며 높은 온도에 의해서는 잘 점화되지 않는다, 그러나, 헵텐은 불꽃에 의해서도 점화가 되지만 고온에서도 잘 점화되는 성질을 가지고 있다. 이러한 헵텐의 성질 때문에 옥탄가가 낮은(헵텐의 비율이 높은) 가솔린은 노킹이 잘 발생한다고 한다. 그 이유에 대해서는 다음번에 좀더 자세히 이야기 하기로 하고, 이제 본론으로 넘어가자.
탄화수소란 탄소와 수소가 화학적인 반응을 거쳐 결합한 것인데, 이것이 정상적으로 산화되면(연소되면) 이론적으로 이산화 탄소(CO2)와 물(H2O)이 생성된다.
물론 가솔린 엔진의 배기가스속에는 이산화탄소와 물 이외에도 일산화탄소, 질소산화물, 기타 미량 함유물 및 첨가제의 연소물이 나오기도 하지만, 가장 많은 양을 차지하는 것은 이산화탄소와 물이다.
이산화탄소는 기체상태이지만, 문제는 물이다. 가솔린이 엔진에서 연소될 때는 고온의 상태라 수증기의 형태이다. 그러나 이것이 배기관을 지나면서 온도가 내려가게 되는데, 배기관속에서 실온에 의해 냉각되기도 하지만, 자동차의 배기가스는 엔진에서 폭발된 후에는 큰 압력을 가지게 되고, 이것이 외부에 바로 배출된다면 엄청나게 큰 소리가 나므로 자동차에는 이 소리를 줄이기 위해 몇 개의 소음기를 지나 외부로 배출되게 만들어 놓았다.
소음기는 고압의 배기가스의 압력을 낮추는 역할을 해서 소음을 줄이게 되는데, 이 과정에서 배기가스는 압력이 낮아지므로 당연히 팽창을 하게 되는데, 공기가 외부에서 열을 공급받지 않은 상태로 팽창을 하게되면(단열팽창) 온도가 내려간다.
그러나 이렇게 이루어지는 단열팽창으로는 배기가스속의 수증기가 물로 될만큼 온도가 내려가지는 않는데, 이것이 겨울철의 차가운공기로 인해 차가워진 배기관에 의해 수증기가 물로 되는 것이다.
바로 이 물이 소음기 속에 쌓여있다가 자동차가 언덕을 오를 때 뒤쪽으로 소음기가 기울어지거나, 엑셀레이터를 밟아서 배기가스의 배출속도가 높아지면 외부로 밀려나오는 것이다.
이 외에도 겨울철 자동차의 배기가스는 유난히도 흰 수증기가 많이 나오는 것을 볼 수 있는데 이것은 추운날 입김을 '호~' 하고 불게되면, 입에서 수증기가 하얗게 나오는 것과 같은 이치이다.
겨울철에 자동차의 배기관에서 물이 흘러나오는 것과, 유난히 배기가스가 하얗게 보이는 것 그것은 고장이나, 휘발유를 잘 못 넣어서 그런게 아니다.
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이진희 |
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