▶ 연소의 세 가지 조건 (Ⅱ) - 발화점

 

    연소의 세 번째 조건인 적절한 온도가 무엇을 의미하며 왜 그것이 필요한지 이해해 봅시다. 우리가 뉴스에서 전해 듣는 가스 폭발 사고에 대해 곰곰이 생각해 보세요. 한 가정에서 주방에서 쓰는 가스(연료)가 계속 새어 나오고 있었습니다. 공기 중엔 산소가 항상 있고요. 그런데도 별일이 일어나지 않고 있었지요. 그러다가 한 순간 폭발하고 맙니다. 언제요? 주인이 돌아와서 전등을 켜려고 스위치를 올리는 순간이지요.

 

 

    주유소에서도 가끔 폭발 사고가 일어납니다. 기름(연료)이 새고 있었습니다. 공기 중엔 산소가 둥둥 떠다니고 있었고요. 그런데도 아무런 일이 일어나지 않고 있었지요. 그런데 한 순간 꽈광...... 언제요? 지나가던 아저씨가 채 꺼지지 않은 담배꽁초를 주유소 쪽으로 던진 그 순간이요.

     

 

    지금쯤 여러분은 눈치를 챘을 거예요. 연료와 산소 말고도 연소가 일어나려면 다른 무엇이 필요하다는 것을. 그리고 그 무엇은 전기 스파크나 꺼지지 않은 담배 꽁초 등에 있다는 것을. 그게 무엇일까요? 바로 열입니다.
    그러니까 연료가 산소에 의해 연소가 시작되려면 열이 필요합니다. 그리고 물질마다 연소가 시작되기 위해 필요한 최소한의 열의 양이 다릅니다. 어떤 물질은 작은 양의 열로도 연소가 시작되고 어떤 물질은 조금 많은 양의 열이 있어야 연소가 시작됩니다. 열의 양은 다시 온도로 나타낼 수 있는데 온도가 높다는 것은 많은 열을 포함하고 있다는 것이고 온도가 낮다는 것은 적은 양의 열을 포함하고 있다는 것이지요. 따라서 한 물질이 타는데 많은 열이 필요할수록 높은 온도에서 연소가 시작되고, 적은 열로도 연소가 시작된다면 낮은 온도에서 연소가 시작되지요. 이렇게 한 물질이 연소되기 위해 필요한 최저의 온도를
    발화점이라고 합니다. 발화점이 높은 물질일수록 연소되기 위해 높은 온도가 필요합니다. 아래의 표에 몇 가지 우리 주변의 물질들의 발화점을 모아 놓았습니다.

 

물    질

흰 인(성냥)

나무

프로판 가스

발화점(℃)

60℃

360℃

약 450℃

525℃

     

     왜 연소가 시작되려면 열이 필요한지 이해하는 것은 조금 어렵습니다. 그러니 정확한 비유는 아니더라도 아래의 수줍은 아가씨와 청년의 비유로 어렴풋이나마 짐작해 보세요.

 

 

 

    지금쯤 여러분은 한 가지 의문을 갖게 되었을 거예요. 연소가 시작되기 위해 열이 필요하다는데 어떻게 전기 스파크나 꺼져 가는 담배꽁초에 남아있는 아주 적은 열에 의해 연료가 다 없어질 때까지 타는가하고요. 물론 이 열로 많은 양의 연료를 동시에 연소시킬 수는 없습니다. 그러나 단 몇 분자라도 연소시킬 수 있는 열이 공급되면 연소는 겉잡을 수 없이 계속된답니다. 왜 그러냐구요? 아래 그림을 보세요.

 

 

     산소 1 분자가 탄소를 연소시키면서 산소 2 분자가 탄소를 연소시킬 수 있는 만큼의 열을 내어놓고, 그 열로 산소가 탄소를 연소시키면 이번에는 얼마만큼의 열이 나오나요? 4 개의 산소 분자가 탄소를 연소시킬 만큼이지요. 이 4 개의 산소 분자가 탄소를 연소시키면 얼마만큼의 열이 나오나요? 8 개의 산소 분자가 탄소를 연소시킬 수 있는 열이 나오지요. 지금쯤이면 여러분들은 어떤 규칙을 발견했겠지요. 갈수록 더 많은 산소 분자가 탄소를 연소시키면서 더 많은 열을 내어놓는다는 거지요. 그래서 많은 경우에 불이 나면 겉잡을 수 없이 번져나가 연료가 다 탈 때까지 계속되지요.