다리미의 과학

 

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전기다리미는 어떻게 열을 낼까?

다리미는 전기를 이용해 열을 발생시키는 전열기구입니다. 다리미는 '저항 가열'이라는 원리를 사용하는데, 저항 가열이란 도체에 전류를 흘릴 때 저항에 의해 전기 에너지가 열로 변하는 현상을 말합니다.

 

다리미는 몸체를 이루는 기체부, 열을 발생시키는 발열부, 다리미 바닥 온도를 유지시키는 접속부 이렇게 크게 세 부분으로 구성되어 있습니다. 열에너지를 만드는 발열부에는 가전제품에 가장 널리 쓰이는 전기 저항선인 니크롬선이 들어 있는데, 이 니크롬선에 전류가 흐르면 짧은 시간 내에 많은 열이 발생됩니다. 이때 발생한 열이 쇠로 된 다리미판에 전달됩니다.

 

 

 

전기다리미 온도 조절의 원리

온도 조절 기능은 다리미 사용에 있어 매우 중요합니다. 다리미판이 계속 뜨거워지면 옷감이 상하거나 탈 수 있기 때문이지요. 그렇다면 다리미는 어떻게 온도 조절을 할까요?

 

앞서 설명한 다리미의 '접속부'는 바이메탈을 탑재하고 있습니다. 바이메탈은 열 팽창률이 다른 두 금속을 붙여놓은 것입니다. 다리미의 전원을 켜면 다리미의 온도가 점점 뜨거워지게 되는데, 바이메탈이 다리미의 설정 온도에 따라 다리미판에 전류를 공급하거나 차단하도록 설계되어 있습니다.

 

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다리미의 온도가 일정 온도 이상으로 높아지게 되면 열팽창률이 큰 금속이 더 많이 팽창하게 되고 (위 그림의 metal 1) 열팽창률이 낮은 금속이 상대적으로 덜 팽창하게 되는데 (metal 2), 이렇게 되면 바이메탈은 열팽창률이 낮은 쪽으로 휘어지게 됩니다. 이렇게 바이메탈이 휘어지게 될 때 바이메탈이 전류를 공급하는 스위치와 떨어지도록 설계를 하는 것이지요.

 

이러한 바이메탈은 다리미 뿐 만이 아니라 커피머신, 토스터기, 전기주전자, 전기밥솥, 전기장판 등 온도 조절이 필요한 가전제품에 많이 사용되고 있습니다.

 

 

 

 

옷의 주름이 펴지는 원리

그렇다면 다림질을 통해 옷의 주름이 펴지는 원리는 무엇일까요?

 

우리가 입는 옷은 분자들의 집합체입니다. 예를 들어 옷의 대부분에 사용되는 면은 셀룰로오스라는 분자들로 이루어져 있습니다. 이 분자들은 서로 단단하게 결합되어 있는데, 다리미를 이용해 높은 온도를 가해주게 되면 분자들 간의 결합이 느슨해지게 됩니다. 즉, 주름진 형태로 단단하게 고정되어 버린 분자들을 열을 가해줘서 느슨하게 해 주름을 펴도록 하는 것이지요. 

 

옷감별로 권장 다림질 온도가 다른 것도 이 때문입니다. 옷감을 이루는 직물에 따라 그 직물을 이루는 분자가 다른데, 각 분자 사슬을 느슨하게 해주는 온도가 다르기 때문이지요.

 

옷감별 권장 다리미 온도
면, 린넨(마)	180-200도
레이온	140-150도
실크(견)	130-140도
폴리에스테르	120-130도
나일론, 아크릴, 아세테이트	120도 이하 저온

 

 

 

스팀다리미는 왜 쓸까?

 

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우리는 다림질을 할 때 물을 뿌리곤 합니다. 또는 스팀다리미를 쓰기도 하지요. 이는 왜일까요?

 

옷감을 물에 적셔주면 작은 물분자들이 직물을 이루는 분자들 사이로 들어가 분자 결합을 약하게 합니다. 따라서 다림질을 할 때 물을 뿌려주거나 스팀을 사용해주면 더 낮은 온도에서도 옷의 주름을 펼 수 있게 되지요.