습도계의 백분율(%)은 정확히 뭘 뜻할까?   0. 들어가며 : 습도계의 백분율 % 평생 습도계를 보지 않고 살았는데 올해는 습도계를 자주 본다. 그러다 보니 습도(%)가 뭔지 궁금해졌다. 뭔가의 백분율(%)을 나타내는데, 보통 이상적인 습도가 45~55%이고 비 올 때는 60~70% 이상 올라간다. 그런데 공기 부피의 60%가 물이라는 이야기라고 생각하면 이상하다. 상식적으로 공간의 60%가 물이라면 더 이상 공기가 아니어야 하지 않는가. 그래서 찾아 보며 겸사겸사 포스팅을 하려고 했는데, 일단 개념 자체는 너무 쉬워서 백과사전에서 복사 붙여넣기 하는 이상의 글이 되지 못했다. 그래서 '굳이' 더 끄적거리다 보니 생각보다 시간이 오래 걸렸다... 오늘은 정말 카테고리 제목에 걸맞는 '잡다한 고찰'인 것 같다. 1. 상대습도(Relative Humidity) 습도는 절대습도와 상대습도로 나뉘는데, 절대습도란 건 단위 부피나 단위 무게에 수증기가 얼마나 포함되어 있는지를 나타낸다. 단위는 g/m³이다. 말 그대로 공간 안에 물이 몇 그램 들어 있는가를 보는 것. 우리가 평소에 보는 % 습도는 상대습도다. 수증기는 공기가 머금을 수 있는 양을 넘어서 많이 모이면 응결되어 물이 맺히게 된다. 특정 온도에서 이렇게 물이 응결되는 시점(이슬점)을 상대습도 100%라고 말한다. 습도계의 상대습도는 이걸 기준으로 현재 온도에서 공기가 머금을 수 있는 한계, 즉 응결되기까지 몇 %에 도달해 있는지를 보여준다. 예를 들어서 상대습도 70%라고 하면 공기에 수분이 넘쳐서 물로 응결 될 때까지 습도가 30% 남았다는 뜻이다. 이걸 포화수증기량으로 이야기할 수도 있다. 포화수증기량은 공기 1m³에 수증기가 얼마나 들어갈 수 있냐를 의미하며, 수증기량이 포화 상태가 되면 수분은 수증기로 존재하지 못하고 물로 응결된다. 포화수증기량은 온도에 따라 변한다. 그런데 여기서 끝내면 너무 간단해서 포스팅을 하는 의미가 없다. 어차피 개인적으로 살짝 계산도 해 보려고 했으니 좀 더 고찰을 해 보자. 2. 실제로 공기 속에 물이 얼마나 들어 있을까? 포화수증기압과 포화수증기량은 대기의 온도에 따라 달라진다. 그래서 보통 일상 생활에서 마주할 수 있는 실내 온도에서 얼마나 되는지를 찾아 봤다. * 자료 출처 : http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Kinetic/watvap.html 기온 포화수증기량 20℃ 17.3g/m³ 25℃ 23g/m³ 30℃ 30.4g/m³ 요즘 날씨 같은 30도를 기준으로는 공기 1m³에 수증기가 30.4g이 모이면 그게 공기가 함유할 수 있는 최대 수증기량이다. 그리고 이게 곧 상대습도 100%일 때의 값이다. 이걸 간단히 백분율로 나눠보면 습도 50%는 물 15.2g, 60%는 18.24g, 70%는 21.28g이 공기 1m³에 들어 있다는 이야기다. 사람을 중심으로 생각해 보면 기온 30도 습도 (비오는 날) 70%일 때 대충 발끝부터 머리 위까지 2m³ 안에는 물이 42.56g이 퍼져 있는 것이다. 참고로 야쿠르트의 용량이 65ml이다. 3. 공간 안에 들어 있는 수증기의 양 이걸 이제 공간으로 확대시켜 보자. 1평은 약 3.3m²이다. 이걸 집 안의 부피로 환산해 보면, 평균적인 아파트의 천장 높이가 2.3m이니, 3.3*2.3 = 7.59m³. 1평 공간의 실내 부피는 7.59 세제곱미터다. 그러니 30도 기온에서 70% 습도이면 7.59*21.28 ≒ 161.52이니, 1평 안에는 161.52g의 물이 들어 있게 된다. 참고로 종이컵의 용량이 192ml이다. 물이 담기면 대충 180ml 정도 들어간다. ※ 필자가 학교 졸업한 지도 너무 오래 되고 산수를 해 본지도 너무 오래 돼서요. 계산이 이상하면 알려주시기 바랍니다. 오랜만이라 스스로에게 믿음이 안 가네요. 이걸 정리하면 아래와 같다. 어차피 물은 1g=1ml이니 ml 단위로 쓰겠다. 30℃ 일 때의 아파트 실내 공기 속 물의 양 면적＼습도 50% 60% 70% 1평 115.37ml 138.44ml 161.52ml 5평 576.85ml 692.2ml 807.6ml 10평 1.2L 1.4L 1.6L 20평 2.3L 2.8L 3.2L 30평 3.5L 4.2L 4.8L 50평 5.8L 6.9L 8.0L ml는 소숫점 셋째 자리에서 반올림, L는 둘째에서 반올림 한 값이다. 하는 김에 더 일상적인 온도인 25℃도 해 보자. 25℃ 일 때의 아파트 실내 공기 속 물의 양 면적＼습도 50% 60% 70% 1평 87.29ml 104.74ml 122.20ml 5평 436.43ml 523.71ml 611.00ml 10평 872.85ml 1.0L 1.2L 20평 1.7L 2.1L 2.4L 30평 2.6L 3.1L 3.7L 50평 4.4L 5.2L 6.1L 대략 여름의 5평 방을 기준으로 비올 때는 대략 810ml의 물이 공기에 들어 있고, 비 안 올 때는 580~690ml 정도의 물이 공기 중에 들어 있다고 볼 수 있겠다. 참고로 810ml는 580ml의 약 140% 수준이다. 비 오는 날과 비 오지 않는 날의 불쾌함의 습도 차이가 여기서 나온다. 25도를 유지할 경우 습도 50% 기준으로 약 436ml가 들어 있다. 4. 마치며... 오랜만에 정말 '잡다한 고찰'이었다. 음, 잡다하다. 아무리 생각해도 공간 전체의 70%가 물이라는 건 말이 안 되어서 궁금했는데 이 기회에 찾아 봤다. 결론적으로 상대습도라는 건 해당 온도에서의 수증기가 포화되어 응결되는 시점의 몇 % 도달해 있느냐를 나타낸다. 습도 70%일 경우 30% 더 채우면 포화상태가 된다는 이야기이다. 30도 날씨에서 비가 안 오는 습도 50%의 5평 방 안에는 약 580g의 수증기가 들어 있고, 비가 오는 습도 70%에선 약 1.4배인 810g의 수증기가 공기 중에 들어 있다. 문득 흥미롭게 느껴지는 것은, 포화수증기량이 온도에 따라 변한다는 것은, 온도에 따라서 같은 % 습도라도 공기 속의 수분의 양은 다르다는 이야기이다. 필자는 이번 봄에 50% 정도가 가장 선호하는 습도라고 생각했는데, 수분의 양으로만 따지면 여름의 50%는 봄의 50%보다 공기 중의 수분의 양이 더 많다. 그런 의미에서 '나는 ○○% 습도가 제일 좋아'라고 말하는 건, 사실은 날씨마다 계절마다 좋아하는 공기 중의 수증기의 양이 달라진다는 말이다. 인간이 공기 중의 습도를 비율로 느끼는지 절대량으로 느끼는지는 모르겠지만, 이건 꽤 재미있는 방식의 표현과 주제라고 생각한다. 예상해 보건대, 결국 몸이 수분을 빼앗기는 상황이냐 피부에 수분이 쌓이는 상황이냐가 클 것 같다. 물리를 보면 모든 건 평형을 이루기 위해서 움직이니, 상대 비율이 더 큰 요소일 것 같긴 하다. 단지 그렇다고 해서 절대량이 전혀 의미가 없을 것 같진 않다. 포화수증기량이 온도에 따라 큰 폭으로 변하는 것에 비해서, 기화에 필요한 에너지량은 거의 고정되어 있는 것도 있고 말이다. 좀 다른 얘기로, 예전에 일본에 있을 때 여름이 진짜 끔찍할 정도로 습했는데, 지금 찾아 보니 7월~9월은 평균 습도가 80~86% 정도까지도 올라간다. 습한 지역의 경우 에어컨 안 켜면 두꺼운 책이 물 먹어서 우그러드는 게 과연 납득이 간다. 이슬점까지 고작 15~20%를 남겨둔 수치이니...-_-; 특히 습한 날은 밖에 돌아다니면 걷는 것만으로 비 맞은 것처럼 옷이 다 젖는데, 습한 날 최대 습도는 어쩌면 90% 이상도 올라갈지 모르겠단 생각이 든다. 그 동네는 여름은 정말 끔찍했다. consideration｜ 2023-07-30 06:00:00 ｜ [Comment(2)]

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