1. 사이펀(Siphon)이란?
사이펀은 기울이거나 움직이지 않고 한 곳에 있는 액체를 위로 끌어올려 더 낮은 곳으로 옮기는 장치이다.
사이펀은 양쪽의 길이가 서로 다른 구부러진 관으로 이루어져 있고, 사이펀이 작동하려면 관은 액체로 가득 차 있어야 한다. 즉, 공기나 물체에 닿은 것을 피해야 하는 액체 등을 옮기는 데 필요하다. 높은 곳의 액체 표면을 대기압이 눌러서 액체가 관속으로 밀어 올라가게 되고, 그 액체는 다시 중력에 의해서 아래쪽으로 내려가게 된다.
이러한 사이펀의 원리는 실생활에서 자주 쓰인다. 대표 적인 예로는 화장실 변기에는 물이 항상 고여 있고, 물을 내리면 물통에 돈대지 않아도 저절로 물이 채워진다. 이때 사이펀을 넘지 못하고 남은 물은 하수구로부터 올라오는 각종 가스와 냄새를 막아준다. 세면대와 싱그대의 배수 파이프도 사이펀의 원리가 들어가 있다. 그리고 주유소에서 기름을 옮길 때 사용하는 사이펀 주유기, 수족관에서 물을 갈 때 사용하는 사이펀 펌프 등이 있다.
사이펀의 원리로 커피를 추출하는 방법도 있다. 사이펀 커피 장치의 아래 용기에 열을 가하면 높아진 증기압 때문에 아래 용기의 물이 커피가 있는 위 용기로 올라가고 중력에 의해 물이 아래로 내려오면서 커피를 추출하는 방법이다.
2. 과욕을 경계하는 잔 계영배?
고대 중국에서 사용한 계영배(戒盈杯) 라는 술잔이 있다. 경계할 계(戒)! 가득 찰 영(영)! 계영배는 가득 참을 경계하는 잔이다. 겉으로 보기에는 일반 술잔과 비슷하지만, 중심에 사이펀이 설치되어있어 잔에 70%이상의 술을 채우면 술이 모두 새어 나간다. 물론 70% 직전까지 따르면 술을 마실 수 있다. 우리나라에서는 조선 후기에 계영배를 발명했다고 알려지는데 이 잔은 훗날 조선 후기의 거상(居常) 임상옥(1779~1855)에게 전해진다. 그는 천재적인 상업수완으로 조선 역사상 전무후무한 거상으로 기록돼 있는데, 아이러니하게도 탐욕스럽게 재산을 모은 것이 아니라 계영배를 곁에 두고 인간의 과욕을 늘 경계했다고 한다.
참고로, 서양에도 계영배와 같은 잔이 존재했다. 고대 그리스의 철학자이자 수학자 피타고라스가 만들었다고 해 피타고라스의 컵으로 불리는 이 컵은 Greedy(탐욕스러운, 욕심 많은) 컵, Fairness(공정) 컵, Tantalus(탄탈로스)의 컵이라고도 불린다.
3. 볼일은 본 뒤 변기물을 내리면 변기 안에서는 어떤일이 벌어질까?
변기의 손잡이를 밑으로 내리면 지렛대의 원리에 의해 마개줄이 물통 바닥에 있는 사이펀 아개를 들어올린다. 막혔던 마개가 열리면서 수압과 중력에 의해 물통에 담긴 약 12L의 물이 변기로 쏟아져 나온다. 이 때 변기로 쏟아진 물은 둥근 변기통을 따로 소용돌이 치며 변기통에 묻은 이물질을 깨끗하게 씻어내고 배설물을 중앙으로 모아 변기 아랬부분 트랩(사이펀 관)은 물에 잠기고 대기압이 작용해 배수관을 따라 물과 이물질이 훌러내려간다. 배설물이 모두 빠져나가면 변기에 깨끗한 물이 채워지고 물은 트랩의 언덕을 넘지 못하고 고인다.