▲ 이치원 (공주대 교수)

한동안 비가 오지 않으면 농민의 마음을 애타게 하는 것은 물론 모든 사람들의 생기마저 없어진다.

얼마 전까지만 해도 우물물을 퍼서 등목도 하고 우물가에 옹기종기 앉아 채소 씻는 모습이며 빨래하는 모습을 본 기억이 새롭다. 그때는 정말 물 걱정은 하지 않았으며 또한 하지 않아도 좋았다.

지금은 불과 30,40년 전의 그런 모습은 거의 찾아볼 수 없음을 물론 물 걱정을 심히 해야 할 처지에 있으며 식수를 사서 먹어야 하는 시대가 되었다.

이러한 물(水, water)!, 물방울 한 방울 한 방울은 미약한 듯 해 보이나 그것이 많이 모이면 모일수록 그 위력과 힘이 매우 크다는 것을 우리는 잘 알고 있다.

실로 인류문명의 발상지가 지구 4대강 유역이란 것을 상기할 필요도 없이 인간은 물에 대한 의존도가 매우 높다. 동식물에 생기를 주는 것도 물이지만 더욱이 많은 물은 무섭기 까지 하다. 아프리카 속담에 물이 많으면 개구리도 빠져 죽는다는 말이 있다. 요즘 세계 곳곳에서 때 아닌 폭풍우와 홍수로 인명과 재산피해가 많을 때마다 마음이 아프다.

지구 자체의 약 70 퍼센트를 차지하고 있는 물을 다시 한 번 생각해 본다. 물의 분포는 천연적으로는 바닷물, 우물물, 강물, 호수, 지하수, 온천, 수증기, 눈, 얼음 등으로 존재하고  있다. 이러한 물은 끊임없이 순환하면서 큰 강을 이루며 산이나 골짜기를 깎아내고, 섬이나 대륙 곳곳의 모양을 변화시킨다.

또한 지구상의 기후에 큰 영향을 주며 각종 동식물의 성장에 기여하며 전기의 생산을 가능케 하고 우리 생체의 주요성분이 되고 있는 것이다.

이러한 물은 수소 2개와 산소 1개로 조성되어 있음은 잘 알고 있다. 즉 산소 원자를 가운데 두고 두 개의 수소원자가 약 104.5도의 각도로 공유결합을 하고 있으며, 무색이고 투명하며 아무런 냄새나 맛이 없는 액체인 물질이다.

그런데 수소의 동위원소(원자번호는 같으나 질량수가 다른 것)가 5개이고 산소의 동위원소역시 5개 정도 이므로 이들이 결합하여 물을 형성하는 방법이 여러 가지 있음을 이해 할 수 있다.  현재 알려져 있는 것만도 18종류 이상 이며,원자로의 냉각수로 이용하는 중수(重水)도 이러한 물의 일종이다.

이 물은 섭씨 3.98도에서 밀도가 가장 높다고 알려져 있으며 극성분자이므로 소금, 즉 염화나트륨과 같은 극성물질과 잘 섞이는 경향이 있다. 그리고 물 분자는 평상시에는 수소와 산소가 잘 분리되지 않으나 전기 분해 방법으로 분리가 가능하여 장시간 수중에 잠항하는 잠수함에서는 이러한 방법으로 산소를 얻기도 한다.

물 분자는 섭씨 100도에서 끓어 기화되고, 100도에서 수증기의 부피는 액체상태의 물 부피에 비하여 약 1244배 정도 증가하므로, 이렇게 자체 열용량이 매우 크기 때문에 증기력을 이용할 때나 기타 여러 분야에서 냉각수로 흔히 활용되는 것도 이 때문인데 결코 물이 흔해서 사용하는 것은 아니다.

그렇다면 뜨거운 물과 찬물 중 어느 것이 더 빨리 얼까요?

대부분의 사람들은 아마 차가운 물이 당연히 빨리 얼 것이라고 생각 할 것이다. 그러나 정답은 “뜨거운 물이 차가운 물보다 빨리 얼 수도 있다.”이다. 이를 소위 음펨바효과라고 한다. 이는 1969년 아프리카 탄자니아의 고등학생 음펨바(Erasto Mpemba)가 발견한 현상에서 유래하였다.

이러한 물은 큰 압력을 가하여 제트모양으로 분사하면 강철판도 절단할 수 있으며, 성경속의 노아의 방주를 떠올리지 않더라도 단 세 방울의 물이 인간을 하느님의 자녀가 되게 하여 영생의 길로 인도해주는 크나 큰 역할도 한다. 세례(洗禮)가 바로 그것이다.

그리고 떨어지는 빗방울은 대체로 방울방울 작으며 여러 가지 형태의 모양을 이루고 있다. 이것은 공기의 저항에 밀접하게 관련된다. 처음엔 공 모양으로 떨어지다가 점차 퍼지면서 넓어지고 얇아지며, 떨어지는 속도가 증가함에 따라 늘어나는 강한 공기 저항으로 점차 뒤집힌 자루 모양으로 속이 비어 가는 상태에 이르고, 이는 물의 장력 이상으로 부풀어 올랐다가 수많은 작은 물방울 형태로 흩어진다는 사실 때문인 것으로 밝혀졌다.

이 현상은 또한 에너지 보존 법칙으로도 설명된다. 즉 같은 시간에 같은 양의 물이 흐르므로, 주전자 꼭지에서 떨어지는 물줄기는 굵으나 낙하 시간이 길어짐에 따라 점차 가늘어 지듯이, 빗줄기가 지상에 가까울수록 낙하속도가 빨라지므로 빗물줄기는 가늘어지는데 이것이 공기의 저항으로 잘게 부서지면 빗방울 모양이 되는 것이다.

우리나라도 물 부족 국가라 합니다. 우리 모두 물을 소중하게 사용합시다.

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