꽉 막혔어. 아주 꽉. 뚫어뻥도 소용이 없어. 나 어떡해?!
대체 얼마나 쌌길래 꽉 막혔냐? 기다려 봐. 적을 알고 나를 알면 백전백승! 수세식 변기의 원리를 파헤치면 비싼 돈을 들이지 않아도 뚫을 수 있을 거야.
더러움의 대명사지만 하루에도 서너 번씩 드나들며 없어선 안 되는 존재가 변기다. 변기는 똥, 오줌을 누도록 만들어진 기구인데, 현재 많이 사용하고 있는 수세식 변기는 물을 이용해 배설물을 처리한다.
볼일을 본 뒤 변기물을 내리면 변기 안에서는 어떤 일이 벌어질까?
수세식 변기의 손잡이를 밑으로 내리면 지렛대의 원리에 의해 마개줄이 물통 바닥에 있는 사이펀 마개를 들어 올린다. 막혔던 마개가 열리면 수압과 중력에 의해 물통에 담긴 약 12L의 물이 변기로 쏟아져 나온다. 물이 빠져나가 물통의 수위가 점차 내려가면 플라스틱 공 모양의 부자가 내려가고 자동으로 볼탭이 열린다. 이로써 수압이 높은 급수관의 물이 물통으로 들어온다.
이때 변기로 쏟아진 물은 둥근 변기통을 따라 소용돌이치며 변기통에 묻은 이물질을 깨끗하게 씻어내고 배설물을 중앙으로 모은다.
물이 변기통 중앙에 모이면 변기 아랫부분에 있는 트랩은 물에 잠기고, 물에 대기압이 작용해 배수관을 따라 물이 흘러간다. 관에 물이 꽉 차면 오물이 하수구로 빠져나간다.
배설물이 모두 관을 빠져나가면 변기에 깨끗한 물이 채워진다. 물통의 수압이 급수관의 수압과 같아지면 부자가 다시 정해진 위치까지 올라가고 볼탭이 닫히면서 급수관의 물이 물통으로 들어오지 못한다. 사이펀 마개도 닫혀 물이 더 이상 나오지 않는다. 이로써 물은 트랩의 언덕을 넘지 못하고 고인다.
변기물을 내린 뒤 새로운 물이 다시 차오를 때까지 걸리는 시간은 30초 남짓이지만 변기 안에서는 배설물을 내보내기 위한 복잡한 과정이 벌어지는 셈이다.
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Intro. 위기의 수학발명품, 수세식 변기
Part 1. 변기물을 내리면 무슨 일이 일어날까?
Part 2. 수학자의 별난 발명품
Part 3. 물 먹는 변기는 다이어트가 시급?!
