감압 장치 Aspirator의 원리

 

실험실에서 감압 장치는 보통 '여과' 과정에서 빈번하게 쓰인다.

대학교 실험 수업 때 뷰흐너 깔때기를 이용한 감압 실험 과정을 경험해 본 기억이 있다.

그 때 항상 호스로 연결된 수도의 밸브를 열어서 물이 흐르도록 했어야 했는데, 

왜 그렇게 해야하는지 모른 채 그렇게 해야하니까 그냥 했다.

 

감압시켜주는 장치를 Aspirator 아스피레이터라고 하고,

모터를 사용하거나 물을 사용하는 두 가지 방법이 대표적이다.

모터 방식은 직접적으로 공기를 빼서 감압시켜주는 방식이라면(아보가드로 법칙; 몰 수의 감소 -> 압력의 감소)

물을 사용하는 방식은 물의 흐름을 이용해 감압시켜줄 수 있다.

 

후자의 방법의 원리가 잘 이해되지 않아 구글링을 해보았다.

'감압 시 물을 흘려주는 이유' -> 안 나옴

'감압 여과 원리' -> 일반화학 실험 레포트가 주로 나옴

'아스피레이터 원리' -> 마찬가지

'aspirator principle' -> 찾았다! (이럴 때 느끼지만, 영어는 접근할 수 있는 정보의 범위를 엄청나게!!! 확장해준다)

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Fluids/aspir.html

Aspirator Demonstration

 

이 사이트를 통해 물을 흘려주어 감압시키는 원리는 '베르누이의 원리'임을 알게되었다.

베르누이의 원리에 따르면 유속이 빠른 유체는 유속이 느린 유체에 비해 압력이 낮다.

따라서 aspirator에서 물이 흐르는 호스의 압력이 낮아져 연결된 호스의 압력은 상대적으로 높아지고,

압력이 높은 호스의 공기가 압력이 낮은 호스 쪽으로 이동하는 흐름이 발생한다.

이 과정이 계속적으로 일어나면, 결과적으로 압력이 높은 호스가 연결돼있는 플라스크의 압력이 낮아질 것이다.

 

드디어 이해한 감압 원리 - 급한대로 형광펜으로 그림

 

WoW!

드디어 이렇게 원리를 알게 되다니 속이 시원하다.

 

덧붙여 위 사이트에서는 55 갤런의 드럼통을 찌그러뜨린 실험으로

이 작은 aspirator의 위력을 보여주고 있다.