겨울 차박 환기 글에서 연소 기구는 차 밖에서만 쓰자고 적었습니다. 그렇게 밖으로 나가 버너를 켜면 겨울 아침에 흔히 겪는 일이 있습니다. 통을 막 바꿨는데 불꽃이 작고, 조금 쓰다 보면 더 작아지고, 통 표면에 서리가 낍니다. 가스가 떨어진 게 아닙니다. 통이 차가워서 가스가 나올 힘을 잃은 것입니다. 이 글은 제품 추천이 아니라 그 원리를 적습니다.
통 안에서는 액체가 끓어 기체를 밀어냅니다
부탄가스 통 안의 가스는 대부분 액체로 들어 있고, 그 위에 기체가 조금 떠 있습니다. 밸브를 열면 위쪽 기체가 나가고, 빈 자리를 액체가 증발해 다시 채웁니다.
이때 기체를 밀어내는 힘이 증기압입니다. 증기압은 통 크기나 남은 양이 아니라 온도로 정해지고, 바깥 대기압보다 높아야 가스가 스스로 흘러나옵니다. 증기압이 대기압(1기압)과 같아지는 온도가 바로 끓는점입니다.
| 가스 | 1기압에서 끓는점 | 추위에서 뜻하는 것 |
|---|---|---|
| 노르말부탄 | 약 −0.5℃ | 0℃ 근처면 밀어내는 힘이 거의 없습니다 |
| 이소부탄 | 약 −12℃ | 영하 몇 도까지는 증기압이 대기압보다 높습니다 |
| 프로판 | 약 −42℃ | 한겨울에도 증기압이 넉넉합니다 |
끓는점은 "여기까지는 된다"는 선이 아닙니다. 버너는 노즐로 가스를 세게 밀어내야 불꽃이 서므로, 대기압을 겨우 넘는 정도로는 이미 약합니다. 그래서 끓는점보다 꽤 따뜻한 온도에서부터 불이 작아집니다. 몇 도부터 약해지는지는 버너와 노즐마다 달라서 제가 정할 수 없습니다.
통은 쓰는 동안 스스로 식습니다
액체가 기체로 바뀌려면 열이 필요합니다(기화열). 이 열은 통 속 액체와 통 자체에서 빠져나가므로, 불을 켜 두는 동안 통은 계속 식습니다. 통 표면에 이슬이나 서리가 맺히는 것이 그 증거입니다.
- 기온이 영상이어도 오래, 세게 쓰면 통 온도가 내려가 불이 점점 작아집니다.
- 바람이 통에 닿으면 열을 더 빨리 빼앗깁니다.
- 처음엔 잘 되다가 10~20분 뒤 약해졌다면, 남은 양보다 통 온도를 먼저 의심합니다.
손으로 통을 만져 보아 차갑거나 서리가 끼어 있으면 이 경우입니다.
섞은 가스는 왜 통이 비어 갈수록 약해지나
추위에 강하다고 파는 통에는 이소부탄이나 프로판이 섞여 있는 경우가 많습니다. 증기압이 높은 성분이 섞이면 같은 온도에서 통 전체의 밀어내는 힘이 커집니다.
그런데 섞인 가스는 증기압이 높은 성분부터 먼저 증발합니다. 쓰면 쓸수록 통에 남은 액체는 노르말부탄 비율이 높아지고, 같은 날씨에서도 통이 반쯤 비면 처음보다 약해집니다. 그러니 "동계용"이라는 말만 보고 마지막까지 같은 힘을 기대하면 안 됩니다.
| 확인할 것 | 어디서 |
|---|---|
| 성분과 비율 | 통에 인쇄된 성분 표시 |
| 쓸 수 있는 온도 범위 | 버너와 통의 설명서·경고 문구 |
| 통과 버너가 맞는지 | 버너 설명서의 사용 가능한 용기 |
성분 비율은 제품마다 다르고, 저는 특정 제품의 성분을 확인하지 않았습니다.
통을 데우면 안 되는 이유
증기압은 온도가 오르면 빠르게 커집니다. 위 그래프의 곡선이 오른쪽으로 갈수록 가팔라지는 것이 바로 그 뜻이고, 통 속 압력도 똑같이 올라갑니다. 추위를 이기려고 데우는 행동이 그대로 과압 위험이 됩니다.
- 불·난로·뜨거운 물로 통을 데우지 않습니다. 핫팩을 통에 감아 붙여 두는 것도 하지 않습니다.
- 큰 불판이나 냄비가 통 위를 덮지 않게 합니다. 판에서 반사된 열이 통을 달구는 것은 휴대용 버너 사고에서 자주 지적되는 원인입니다.
- 바람막이가 통까지 감싸지 않게 합니다. 불꽃은 가리되 통 주변에 열이 갇히면 안 됩니다.
- 통을 미리 덜 차갑게 두고 싶다면 차 안이나 옷 안쪽처럼 사람이 견딜 만한 온도까지만입니다. 통에 적힌 보관 온도 경고를 넘기지 않습니다.
- 버너는 텐트와 차 밖에서만 씁니다. 일산화탄소는 냄새로 알 수 없습니다.
어디까지가 안전한지는 제품마다 다르므로 통과 버너의 경고 문구가 기준입니다.
추운 날 해 볼 수 있는 것과 그 한계
| 방법 | 무엇을 바꾸나 | 한계 |
|---|---|---|
| 이소부탄·프로판이 섞인 통 | 같은 온도에서 증기압이 높습니다 | 통이 비어 갈수록 효과가 줄어듭니다 |
| 쓰기 직전까지 덜 차갑게 보관 | 시작할 때 통 온도가 높습니다 | 쓰는 동안 다시 식습니다 |
| 통 두 개를 번갈아 쓰기 | 식은 통이 쉬는 동안 온도를 되찾습니다 | 기온이 낮으면 되찾는 속도도 느립니다 |
| 액체 공급식 버너 | 통을 뒤집어 액체를 보내고 버너에서 기화시킵니다 | 그렇게 설계된 버너에서만 해야 합니다. 일반 버너에서 통을 기울이면 액체가 그대로 나가 불꽃이 갑자기 커질 수 있습니다 |
통을 흔들면 잠깐 나아 보일 때가 있지만, 증기압은 온도로 정해지므로 흔든다고 근본이 바뀌지는 않습니다. 반대로 높은 곳에서는 바깥 대기압이 낮아 같은 온도에서도 가스가 조금 더 잘 나옵니다.
확인하지 못한 것
끓는점과 그래프의 증기압은 물성표의 어림값입니다. 특정 제품의 성분 비율, 버너마다 불이 약해지기 시작하는 온도, 통이 쓰는 동안 몇 도까지 식는지는 직접 재지 못했습니다. 궁금하면 같은 버너로 통 온도를 온도계로 재 가며 불꽃 크기를 비교해 보는 것이 가장 정확합니다.
정리
- 통 속 가스는 증기압이 대기압보다 높아야 나오고, 증기압은 온도로 정해집니다.
- 노르말부탄 끓는점은 약 −0.5℃라 0℃ 근처에서 힘이 거의 없고, 버너는 그보다 따뜻해도 약해집니다.
- 통은 쓰는 동안 기화열로 스스로 식으므로, 영상에서도 불이 점점 작아질 수 있습니다.
- 섞은 가스는 강한 성분이 먼저 빠져서 통이 비어 갈수록 약해집니다. 성분은 통의 표시로 확인합니다.
- 불·뜨거운 물로 데우지 않고, 불판이 통을 덮지 않게 하며, 버너는 텐트와 차 밖에서만 씁니다.
이어서 읽을 것
밤에 쓸 전기를 따져 보려면 차박 파워뱅크 용량 계산을, 차 안 환기와 일산화탄소는 겨울 차박 환기를 보시면 됩니다. 차박 글은 차박 캠낚에 모아 두었습니다.