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[통합과학 교과서] <윌리엄 텔> 슬럼프에 빠진 명사수?!

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“꿀록 탐정님이 현관문 열어놓으셨어요?”


“무슨 소리야. 여기 꼼짝도 안 하고 누워있었는데~.” 


꿀록 탐정은 양손에 든 떡을 한입 가득 밀어 넣고, 우물거리며 답했어요.


“그래요? 바람 때문인가? 아휴.”


개코 조수가 현관문을 닫으려는 순간, 문틈 사이로 손 하나가 쑥 들어왔어요.
“실례합니다…!”

 

● 스토리 따라잡기 

 

윌리엄 텔의 화살이 빗나가는 이유는?

 

“앗! 무슨 일이죠?”


놀란 개코 조수가 문을 열자 화살통을 어깨에 둘러멘 한 남성이 서 있었어요. 개코 조수는 그가 스위스의 전설적인 명사수, 윌리엄 텔임을 한눈에 알 수 있었지요.


“도움을 청하러 왔습니다.”


“어이쿠, 윌리엄 텔 아니십니까? 여긴 어쩐 일로…. 얼른 들어오시죠!” 


윌리엄 텔은 한동안 말을 잇지 못했어요. 


“꿀록 탐정님께 부탁할 일이 있습니다…. 탐정님도…, 헤르만 게슬러 아시죠? 그 폭군 놈이 글쎄…, 제 아들을 데려갔어요!”


알트도르프 마을 광장 한가운데엔 나무 막대기가 하나 세워져 있어요. 그곳엔 성주인 게슬러의 모자가 걸려있지요. 게슬러는 모든 마을 사람들이 모자 앞을 지날 때 경례를 하도록 했어요. 그런데 윌리엄 텔이 그곳을 무심코 지나치나 예의를 갖추지 않았다는 죄로 그의 아들을 연행해간 거예요. 게슬러는 윌리엄 텔이 활쏘기의 명수라는 소문을 듣고 그에게 제안을 하나 했어요. 알프스 산꼭대기에 올려둔 사과를 500미터 거리에서 정확히 명중시키면 아들을 풀어주겠다는 것이었죠. 물론 기회는 단 한 번!


“아니…, 이런 황당한 짓을!”


“그런데 문제는…, 요즘 바람이 제멋대로 불어서 활이 말을 듣지 않아요. 탐정님이라면 바람도 추리해낼 수 있을 것 같아 찾아왔어요. 바람을 읽어낼 방법…, 없을까요?”


꿀록 탐정은 자신 있다는 듯 미소를 지었어요.


“다 방법이 있어요. 윌리엄 텔!”

 

● 통합과학 개념 이해하기 - 바람을 이해하라! 

 

▲PDF를 누르면 상세한 내용을 보실 수 있습니다. 

 

일기 예보에서 고기압, 저기압이라는 단어 많이 들어봤을 거예요. 공기는 무게를 갖기 때문에 누르는 힘이 있어요. 이렇게 공기의 무게 때문에 생기는 압력을 ‘기압’이라고 해요. 고기압은 주변보다 공기의 압력이 높은 곳, 저기압은 낮은 곳을 의미하지요. 


어떤 지역이 햇빛을 받아 지면의 온도가 올라가면 공기는 가열돼요. 뜨거워진 공기는 주변 공기보다 밀도가 작아 가벼운 성질을 갖지요. 가벼운 공기는 점점 위로 올라가게 되고, 상승 기류를 만들어요. 그 결과, 지표 부근에 공기의 양이 줄어들면서, 주변에 비해 면적을 누르는 힘이 작아진답니다. 즉, 저기압을 형성하는 거예요. 

 


반대로 차가운 곳에서 공기는 밀도가 커요. 무거워진 공기는 점점 지면으로 내려오고, 공기는 지표 부근에 쌓이게 되지요. 하강 기류가 만들어지는 곳에선 면적을 누르는 힘이 세기 때문에 기압이 높아지고, 고기압을 형성하게 된답니다.


공기는 높은 기압에서 낮은 기압으로 이동하는 특성이 있어요. 즉, 공기가 많은 곳에서 부족한 쪽으로 이동하는 겁니다. 이렇게 고기압에서 저기압으로 공기가 이동하는 흐름을 ‘바람’이라고 해요. 바람의 세기는 두 기압의 차이가 클수록 더욱 커진답니다. 

 

그렇다면 서쪽에서 동쪽으로 부는 바람은 서풍일까요? 동풍일까요? 정답은 서풍이에요. 바람의 이름은 불어오는 방향에 따라 결정되기 때문이지요. 이 바람은 순우리말로 ‘하늬바람’이라고 해요. 날씨가 중요한 뱃사람들이 바람에 붙인 이름이에요. ‘샛바람’은 동풍, ‘마파람’은 남풍, ‘된바람’은 북풍을 뜻한답니다.

 

● 통합과학 넓히기 - 공기의 흐름을 설계한다! 음압병실’

 

 

지난해 12월, 중국 후베이성 우한시에서 시작된 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19). 1월 말 우한에서 입국한 중국인 환자를 시작으로 우리나라에서도 신종 코로나바이러스가 번지며 국민들의 우려가 커지고 있어요. 특히 2월 중순을 기점으로 국내 확진자 수가 급증하면서, 감염병 환자를 수용할 ‘음압병실’의 수가 부족한 문제가 떠올랐지요. 의료계에선 이번 일을 계기로 우리나라에 음압병실을 충분히 확보할 수 있도록 정부가 적극적으로 지원해주기를 요구하고 있는 상황이에요.

 

 

감염병 환자가 격리되는 ‘음압병실’은 일반 병실과 어떤 점이 다른 걸까요? 음압병실은 병실 안의 기압을 주변보다 낮게 만든 공간이에요. 환자가 치료받는 과정에서 병원 안의 다른 환자나 의료진이 추가 감염되는 것을 막고, 지역사회로 전염병이 확산되지 않도록 환자를 격리하고 수용하는 특수 병실이지요. 

 

 


음압병실은 공기가 고기압에서 저기압으로 흐르는 원리를 이용합니다. 병원은 각 공간을 다른 기압으로 일정하게 유지하는데, 이때 병실 안의 기압은 주변보다 항상 낮게 만들어 공기의 흐름이 저기압인 병실 안쪽으로 흐르도록 설계하는 것이지요. 대신 음압병실엔 오염된 공기를 밖으로 내보낼 수 있는 배기시설을 따로 설치합니다. 이 배기시설엔 공기 중에 퍼져있는 세균과 바이러스를 걸러내는 헤파(HEPA)필터가 설치돼 있어요. 병실 안 공기는 필터를 통과한 뒤 안전하게 외부로 배출돼요. 병실 내부 공기도 필터 덕에 깨끗하게 유지될 수 있답니다.
 


 

● 에필로그

 

“윌리엄 텔, 바람을 읽어내고 바람이 불어오는 쪽으로 활을 치우쳐 쏘세요!”


꿀록 탐정이 윌리엄 텔의 어깨를 다독이며 말했어요.


“고맙습니다. 꿀록 탐정님. 아들을 무사히 구해오겠습니다.”


윌리엄 텔은 떨리는 목소리로 답한 뒤 서둘러 탐정 사무소를 빠져나갔어요.


“악독한 게슬러, 여전하구먼. 에휴. 날도 서늘한데 당분간은 집에서 쉬자, 개코.”


꿀록 탐정이 피곤한 기색이 역력한 얼굴로 말했어요 그런데 그때, 탐정 사무소로 편지 한 통이 도착했어요.


“탐정님, 아무래도 쉬긴 힘들 것 같은데요?” 

 

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2020년 06호 어린이과학동아 정보

  • 이혜란 기자 기자

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