[생활 속 표준이야기]건강한 온도를 찾아라

2. 온도의 표준

만약 부모가 체온이 3.5 ℃ 정도 낮게 측정되는 체온계로 열이 나는 아기의 체온을 측정했다고 하자. 부모는 열이 안 난다고 판단할 수 있다. 하지만 응급조치를 안 하면 아기가 고열로 심각한 후유증을 겪을 수 있는 위험한 상황이 생길 수 있다. 하지만 흔히 사용되는 온도계의 정확도에 대해 의심을 해본 사람은 거의 없을 것이다. 그렇다면 온도계 눈금이 정확하다는 사실을 어떻게 확신할 수 있을까.

우리에게 가장 친숙한 온도계는 유리막대 안에 수은이 들어있는 수은 온도계다. 온도가 오르면 수은이 팽창하는 원리를 이용했다. KRISS(한국표준과학연구원, 원장 김명수)는 온도계의 눈금을 정확하게 표시하는데 필요한 기준을 연구해 온도표준을 세우고 있다.

온도표준을 세우기 위해서는 보통 물의 삼중점을 온도계 눈금의 기준으로 삼는다. 물의 삼중점은 물, 얼음, 수증기가 동시에 공존하는 상태다. 공기방울이 없는 고순도 물을 유리용기에 담아 온도를 내리면 용기 내부에 얼음이 일부분 생기는 순간이 온다. 이때가 물이 삼중점에 도달한 순간이다. 이 때의 온도가 273.16 K, 즉 0.01 ℃다.

물의 삼중점은 압력의 영향을 받지 않아 온도의 기준으로 삼기 좋다. 온도계의 눈금을 정할 때는 온도에 따라 물 이외에도 다양한 물질을 사용한다. 0.01 ℃ 이하에서는 수소와 같은 기체의 삼중점을 기준으로 정하고, 그 이상의 온도에서는 은 같은 순금속의 어는점을 기준으로 한다. 눈금 하나하나가 물질의 삼중점이나 어는점(혹은 녹는점)으로 정의되어 있다. 국제적으로 가장 정확하다고 알려진 표준백금저항온도계를 기준온도계로 사용하여 KRISS는 최고 10만분의 1 ℃까지 측정할 수 있다.

그동안 인식하지 못했지만 정확한 온도 표준은 의료현장에서 뿐만 아니라 우리의 일상생활 속에서도 큰 역할을 하고 있다. 이를 위해 KRISS는 생명을 지키는 건강한 온도를 찾기 위해 앞으로도 노력할 것이다. <한국표준과학연구원(KRISS) 제공>