🔥 “백열전구 오래 쓰면 검은 그을음이 생긴다? 진실은

백열전구 오래 켜면 유리 안쪽이 왜 검게 변할까?
혹시 그을음? 탄소? 전기적 현상?
실제로는 ‘텅스텐의 증발’, 정확히는 ‘승화(sublimation)’ 때문이다!

이 글에서는
✔️ 백열전구가 검게 변하는 진짜 이유부터
✔️ 텅스텐 금속의 승화 메커니즘,
✔️ 그리고 자주 혼동되는 기화와의 차이까지
쉽고 과학적으로 정리해드립니다.

---

🧭 목차

1. 백열전구 안이 검게 변하는 이유는?
2. 텅스텐 금속이 증발한다고?
3. 증발과 승화, 뭐가 다를까?
4. 왜 전기적 현상이 아닌가?
5. 텅스텐은 왜 전구에 쓰일까?
6. 결론 요약: 검은 백열전구, 과학적으로 보면

---

1. 백열전구 안이 검게 변하는 이유는?

백열전구를 오래 쓰다 보면 유리벽 안쪽이 검게 변합니다.
많은 사람들이 이걸 ‘그을음’이라고 생각하지만, 전구 내부는 거의 진공 또는 불활성 기체(예: 아르곤)로 채워져 있어 연소는 일어나지 않아요.

실제 이유는 바로 텅스텐 증발,
정확히는 고체 텅스텐의 ‘승화(sublimation)’ 현상입니다.

---

2. 텅스텐 금속이 증발한다고?

맞습니다.
백열전구의 필라멘트는 텅스텐(W)으로 만들어지며, 전류가 흐르면 약 2500~3000°C까지 가열됩니다.
텅스텐의 녹는점은 3422°C이므로 이 온도에서는 아직 고체 상태입니다.

하지만!

• 고온의 텅스텐 표면에서 일부 원자가 탈출해
• 기체 상태의 텅스텐 원자가 됩니다.
• 이 원자들이 전구 내부를 떠돌다가
• 차가운 유리 벽에 달라붙으며 얇은 금속 막을 형성하죠.
  → 이 얇은 금속 막이 빛을 흡수하면서 검게 보이는 것입니다.

✅ 이게 바로 ‘백열전구 안이 검게 변하는 원리’입니다.

---

3. 증발 vs 승화, 뭐가 다를까?

이쯤에서 궁금해지는 용어 차이!

구분	정의	예시
증발	액체 → 기체	물이 증발해 수증기
승화	고체 → 기체	드라이아이스, 요오드, 텅스텐

 

💡 백열전구에서 텅스텐은 녹지 않고도 원자 단위로 공중에 날아다닙니다.
이건 분명한 승화(sublimation)!

---

4. 전자의 흐름이 아니라 왜 승화일까?

혹시 이렇게 생각하셨을 수도 있어요:
“전구에 전류가 흐르니까 전자가 벽에 튀어서 검게 되는 거 아냐?”

하지만 실제로는 그렇지 않습니다.

• 전자는 회로를 따라 이동할 뿐, 유리 벽으로 튀지 않습니다.
• 유리벽에 도달하는 건 텅스텐 원자 자체입니다.
• 이들은 금속 결합에서 열에너지로 탈출한 입자들이죠.

📌 즉, 전류 때문이 아니라 ‘열 때문에’ 생기는 물리적 현상입니다.

---

5. 텅스텐은 왜 필라멘트 재료로 쓰일까?

텅스텐은 매우 특별한 금속입니다.

• 녹는점이 모든 금속 중 가장 높음 → 필라멘트 고온 유지 가능
• 전기저항도 적당하고 강도도 좋음
• 하지만… 온도가 너무 높으면 표면에서 조금씩 증발(=승화)

그래서 백열전구는

• 진공 상태 또는
• 불활성 기체를 넣어서
• 텅스텐 증발을 최대한 억제하려고 설계된 것입니다.

하지만 결국은 조금씩 증발해 유리에 검은 막을 만들게 되는 것이죠.

---

6. 결론 요약 ✍️

🔎 백열전구가 검게 변하는 이유
→ 전기현상 아님, 그을음 아님
→ 텅스텐의 고온 승화로 인해 유리벽에 얇은 금속 막이 형성된 것

 

🧠 기억하세요!

• 고체도 고온이면 기체 상태로 승화할 수 있다.
• 그 결과 백열전구는 점점 어두워진다.
• 이것이 백열전구 수명이 짧은 이유 중 하나이기도 합니다.

 

 

 

#백열전구 #텅스텐 #승화현상 #전기와과학 #생활과학 #전구검은이유 #과학블로그 #금속증발 #백열전구과학 #콘텐츠훈련소

---

🔍 전구 속 과학, 알고 보면 흥미롭죠?
생활 속 물리 현상을 더 알고 싶다면, 댓글로 질문 남겨주세요!

 

 

💡 “백열전구의 원리” - 전기가 흐르는 건 알겠는데 산소도 없는데 어떻게 타는 거지?

 

---

 © 콘텐츠 훈련소 - 과학픽(Science Pick) 과학을 '궁금증'에서 시작해 '이해'로 연결합니다.