산불의 자연발화는 마른 나무가지가 서로 마찰되어 불이 발생하는 현상입니다.
바람에 의해 마른 나뭇가지가 움직여 마찰열이 발생하는 과정은 기계적 에너지가 열에너지로 변환되는 물리적 현상입니다.
마른 나무는 탄성(elasticity)이 높아 충돌 시 에너지가 열로 더 효율적으로 전환되고 나뭇가지의 표면 거칠기가 클수록 마찰 계수가 높아져 열 발생이 증가합니다.
예를 들어 소나무 같은 수지(진)가 많은 나무는 마찰 시 점성이 높아 열이 더 쉽게 축적됩니다.
나뭇가지 A와 B가 접촉한 상태에서 상대 운동을 하면, 분자 간 접촉면에서 저항이 생기며 운동 에너지 → 열에너지로 변환됩니다.
발화점 도달 과정
1. 마찰로 인해 나무 표면 온도가 서서히 상승합니다(100~200°C)
2. 고온에서 나무의 셀룰로오스가 분해되며 가연성 가스(휘발성 유기화합물)가 발생합니다.
3. 가스가 공기 중 산소와 혼합되어 300°C 이상에서 착화됩니다.
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