스키장 인공 눈은 어떻게 만들까?

겨울철 스포츠 하면 가장 먼저 스키장이 생각납니다. 눈이 많이 내리지 않은 곳에서도 스키장이 있는 것을 종종 발견합니다.

대부분 스키장에서는 인공 눈을 사용합니다.
원리가 무엇인지 알아보겠습니다.

원리

인공 눈을 만드는 제조기에 수증기와 압축 공기가 약 20 bar로 채워져 있습니다. 압축된 유체가 팽창을 하면서 온도가 급격하게 떨어집니다. 이러면서 인공 눈이 만들어집니다.

압축된 유체 -> 부피 팽창 -> 온도 하락 -> 수증기가 응축 -> 인공 눈 생성

- 열역학 1법칙
위의 원리는 열역학 1법칙과 관련이 있습니다.
내부 에너지의 변화 = 열 + 일

유체가 팽창할 때 열의 변화가 없기 때문에 내부 에너지 변화가 일과 동일합니다. 일이 음수이기 때문에 기온이 떨어집니다.!

어렵나요? 에어컨 원리와 동일합니다.
압축 -> 팽창 -> 온도 하락

Snowing

아래 사진은 실제 스키장에서 사용하는 snowing gun입니다.

위키 디피아

인공 눈 Vs 자연 눈

인공 눈과 자연 눈의 차이는 뭘까요?

아래 사진 보면 자연 눈은 다양한 모양을 가지는 반면 인공 눈은 불규칙적인 것을 확인할 수 있습니다.

자연 눈은 특정 온도와 습도 때문에 결정성을 가지는 구조가 생성됩니다. 인공 눈은 급격한 온도 하락으로 (quenching) 뭉치는 현상이 보입니다.

눈 올 때 밟을 때 뽀드득 나는 소리는 눈의 빈 공간 때문에 발생합니다.

마찰력은 인공 눈이 더 좋기 때문에 스키 탈 때는 인공 눈이 훨씬 좋습니다.!

기상철 블로그