알코올 도수
SI 밖의 단위 · 양: 물과 알코올 용액에서 에탄올의 부피분율
17세기 잉글랜드의 국고에서는 도수를 화약으로 시험했다. 화약 한 자밤 위에 알코올 한 숟갈을 붓고 불을 붙인다. 불꽃이 다 타고 난 뒤 화약이 타오르면 그 알코올은 증명된 것 — proved — 으로 쳤고, 남은 물이 화약을 적셔 쉭 소리만 내면 물품은 규범 아래에 머물러 다른 세율로 매겨졌다. 시험은 거칠어 보이나 기댄 것은 참된 물리였다. 용액에 물이 지나치게 많지만 않으면 에탄올은 타며, 그 문턱은 대략 쉰일곱 부피 백분율에 떨어진다.
오늘의 눈금들은 모두 그 화약의 문턱에서 자라났고, 한 세기가 채 못 되는 사이에 서로 갈렸다. 영국은 「백 도 proof」를 화약이 아직 붙는 바로 그 도수에 두었고, 그리하여 그 눈금의 단위는 부피 백분율의 사분의 칠이 되었다. 미국은 분수와 씨름하고 싶지 않아 proof를 그저 백분율의 두 배라 선언했고, 거기서 백은 순 알코올 반 병을 뜻하게 되었다. 게이뤼삭은 누구보다 간명하게 처신하여 부피 백분율 자체를 도라 불렀고, 그래서 그의 눈금이 다른 둘을 살아남아 오늘의 규범의 바탕이 되었다.
01 · 정의
부피 백분율로 나타낸 도수는 순 에탄올의 부피와 용액 전체의 부피의 비이며, 두 부피는 모두 스무 섭씨도에서 따로따로 잰다. 이 「따로따로」라는 단서가 요긴하다. 알코올과 물은 섞일 때 오그라들어, 알코올 한 리터에 물 한 리터를 더하면 두 리터가 아니라 대략 1.93 리터의 섞임이 된다. 그러므로 분율은 섞기 전에 셈하지, 섞은 뒤에 셈하지 않는다.
이런 양에는 밀도만 가려낼 수 있다면 어떤 기기라도 쓸 만하다. 알코올은 물보다 오분의 일 가까이 가벼워서, 뜸개는 포도주에서보다 보드카에서 눈에 띄게 더 깊이 잠긴다. 알코올계가 백분율로 곧장 눈금 지어진 까닭도 여기 있고, 없어서는 안 될 온도 보정도 같은 데서 온다. 따뜻한 용액은 기기의 눈에 제 것보다 세게 비치기 때문이다.
세 역사적 눈금은 서로 계수 하나만 다르며, 그래서 어떤 표도 없이 정확히 바꿔 셈한다. 게이뤼삭은 자기 도를 부피 백분율과 같다고 두었고, 미국의 proof는 백분율의 두 배이며, 영국의 것은 화약의 문턱을 제 백으로 삼았다 — 용액이 아직 화약을 붙이는 그 도수를 — 그리하여 백분율의 사분의 칠에 해당하는 단위를 얻었다. 영국은 1980년에 제 눈금을 없앴으나, 오래된 병입의 병에 적힌 「70° proof」는 오늘도 바꿔 셈하기를 요구한다.
질량분율은 그 곁에 살면서 부피분율과 끊임없이 뒤섞이나, 둘은 눈에 띄게 다르다. 마흔 도짜리 보드카에서 질량으로 센 알코올은 겨우 서른셋 백분율쯤이다. 물보다 가볍기 때문이다. 주세는 그런데 이것으로도 저것으로도 셈하지 않고, 한 짐에 든 무수 알코올의 리터 수로 셈한다. 그러니 장부에게 도수는 계수 하나일 뿐이다.
미닫이로 도수를 이끌며 숟갈을 보십시오. 알코올이 넉넉한 동안 불꽃은 마른 화약까지 타 내려가고 화약은 타오릅니다. 그러나 물이 문턱을 넘자마자 남은 것이 화약을 적셔, 번쩍임 대신 쉭 소리가 옵니다. 오른쪽 세 눈금은 하나의 같은 액체를 읽으며, 갈리는 폭은 저마다의 계수가 다른 폭과 꼭 같습니다.
이어진 선은 도수가 오를수록 물과 알코올 섞임의 밀도가 어떻게 떨어지는지를 보이고, 점선은 두 액체가 그저 더해지기만 한다면 어떻게 떨어졌을지를 보인다. 두 선이 갈리는 것은 알코올과 물의 분자가 저마다 홀로 있을 때보다 더 촘촘히 쌓이기 때문이며, 이 우묵함은 마흔 백분율 언저리에서 가장 깊다. 바로 그 때문에 알코올계는 자로가 아니라 표에 따라 눈금 지어야 한다.
02 · 환산
상표에 적힌 값을 넣으십시오
도수의 세 눈금 사이에서 바꿔 셈함은 정확하다. 모두가 계수 하나만 다르기 때문이다. 어림은 밀도가 끼어드는 데서야 나타난다. 질량분율과 한 짐의 무게는 물과 알코올 섞임에 대한 표의 값으로 셈한다.
영국 눈금은 두 모습으로 보였다. 하나는 여느 proof 도이고, 다른 하나는 사이크스의 옛 적는 법으로, 거기서는 백에서의 벗어남을 위로 아래로 세었다. 둘째 모습은 이 지면의 잔 설정에서 감출 수 있다.
온도는 도수에게도 점성에 못지않게 무겁다. 다만 드러나는 모습이 다르다. 알코올의 분율 자체는 데워도 바뀌지 않으나 밀도는 떨어지고, 알코올계는 한 도마다 읽음을 삼분의 일 백분율쯤 높여 보이기 시작한다. 검정 표가 스무 섭씨도로, 미국의 관행에서는 예순 화씨도로 짜인 까닭이다.
| 값 | 비고 | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · 크기의 차수
알코올 없는 것에서 정류 알코올까지04 · 측정 기기
도수를 무엇으로 재는가
알코올 한 숟갈을 화약 한 자밤에 붓고 불을 붙였으며, 불꽃이 다 탄 뒤 화약이 타올랐는지 남은 물에서 쉭 소리를 냈는지로 도수를 판단했다. 시험은 겨우 두 상태만 가려냈으나 기기도 표도 요구하지 않았고, 그래서 국고에서 한 세기 반 가까이 버텼다.
매다는 추 한 벌을 갖춘 놋쇠 뜸개로, 영국 의회가 1816년에 법으로 인정한 것이다. 추는 기기가 눈금 있는 자리까지 잠기도록 골랐고, 도수는 백에서의 벗어남으로 위로 아래로 읽었다. 화약의 「예 또는 아니요」를 운송장에 적을 수 있는 수로 바꾼 것이 바로 이것이다.
물과 알코올 섞임의 표에 따라 부피 백분율로 곧장 눈금 지은 유리 뜸개 — 바로 이 기기가 오늘도 실험실에서도, 집에서 내리는 이의 부엌에서도 쓰인다. 그 읽음은 알코올과 물의 순수한 섞임에만 들어맞으므로, 리큐어의 당이나 위스키의 추출물은 그것을 아주 어긋나게 한다.
알코올과 물 말고 무언가 더 든 술의 도수를 아는 길은 하나뿐이다. 시료를 칼럼에서 갈라 에탄올 봉우리 아래의 넓이를 셈하는 것이다. 리큐어와 담근 술과 단것은 모두 이렇게 살핀다. 거기서는 뜸개가 아무 쓸모가 없기 때문이며, 그 김에 정직한 물품에 있어서는 안 될 메탄올도 잡아낸다.
05 · 표기 규칙
나라를 밝히지 않은 proof는 아무 뜻이 없다
부피분율은 수와 사이 띄우기와 백분율 기호로 적고, 「vol」이라는 밝힘은 그 뒤에 둔다. 그것이 없으면 분율이 두 가지로 읽히기 때문이다. proof에서는 나라를 반드시 밝혀야 한다. 하나의 같은 수가 대서양 양쪽에서 다른 도수를 뜻하며, 그 차이는 사소하지 않다. 백 영국 도는 쉰일곱 백분율을 주고, 백 미국 도는 꼭 쉰을 준다.
첫째 적는 법은 입말의 「사십 도」이며 문서에 자리가 없다. 도수를 도라 부른 이는 게이뤼삭과 트랄레스뿐이고 그들의 기호는 제 것이기 때문이다. 둘째는 분율이 부피에 따른 것인지 질량에 따른 것인지 말하지 않으며, 마흔 백분율에서 둘의 차이는 온전히 일곱 점에 이른다. 셋째는 나라를 밝히지 않아 한 뜻으로 바꿔 셈할 수 없다. 넷째는 아예 그르다. 질량으로 세면 같은 보드카의 알코올은 서른셋 백분율쯤이다.
06 · 이웃 단위
그 곁에는 용액의 밀도를 거쳐 농도를 읽는 온갖 눈금이 선다. 보리즙의 당은 브릭스 도로, 양조의 추출물은 플라토 도로, 공장의 산과 잿물은 보메 도로 잰다. 짜임은 한결같다. 뜸개가 밀도를 보고, 유리에는 그 기기가 만들어진 생업의 수가 적혀 있다.
용액의 부피 안에서
질량 백분율
첫 보리즙의 밀도
Simetrium의 자료표 가운데 곁에 있는 것은 Brix 도 와 Plato 도, 비중계의 눈금들 °Bé / °Tw / °API, 거기서는 같은 밀도를 석유업의 방식으로 읽으며, 또 kg/m³로 나타낸 밀도, 그것 없이는 부피분율을 질량분율에 잇지 못한다.
07 · 역사 부문
화약으로 하는 증명
영국의 주세 관청은 알코올에 두 세율로 관세를 매겼고, 물품은 항구에서 곧바로 아무 기기 없이 가려내야 했다. 생각해 낸 시험은 간단했다. 알코올을 화약에 붓고 불을 붙여, 화약이 타올랐는지 쉭 소리를 냈는지에 따라 물품을 증명된 쪽이나 여린 쪽으로 셈해 넣었다. proof라는 낱말은 그때부터 도수를 뜻하며, 글자대로는 「하나의 증명」이지만 그러하다.
의회는 바솔로뮤 사이크스의 기기를 인정하면서 규정 자체에도 법의 힘을 주었다. proof spirit이란 그 밀도가 물 밀도의 십삼분의 십이인 용액이다. 수는 대략 쉰일곱 부피 백분율로 나왔다. 곧 같은 화약의 문턱이며, 다만 성냥이 아니라 뜸개로 잰 것이다.
미국의 국고는 proof라는 낱말을 물려받았으나 영국의 분수와 씨름하려 하지 않고, 백 proof란 부피로 꼭 절반이 알코올이라 선언했다. 화약과의 이음은 거기서 끊겼으나 눈금은 머리로 셈할 수 있게 되었고, 오늘까지 버번 병의 「100 proof」는 쉰 백분율을 뜻하지 쉰일곱이 아니다.
공동시장 안의 거래가 모두를 위한 한 눈금을 요구했을 때 고른 것은 가장 간명한 것 — 게이뤼삭에 따른 부피 백분율이었다. 영국은 1980년 1월 1일에 제 눈금을 없앴고, 그 뒤로 리스본에서 헬싱키까지 병은 한결같이 표시된다. 옛 「70° proof」는 마흔 해 넘게 곳간에 누워 있던 상표에서만 마주친다.
예 또는 아니요밖에 답할 줄 몰랐던 시험
화약 시험은 진기한 일처럼 보이나, 실은 여기 적힌 어느 기기보다 정직하다. 양을 재는 척한 적이 한 번도 없다. 답한 것은 오직 한 물음 — 도수가 문턱 위인가 아래인가 — 이었고, 게다가 되풀이할 수 있게 답했다. 눈금 새긴 많은 것들에 대해서는 그리 말할 수 없다. 이 단위의 그 뒤 역사는 모두, 그 「예 또는 아니요」가 어떻게 수가 되었는가의 역사다.
불을 비중계로 갈음한 것은 한 겹 정교해진 데 그치지 않고, 양 자체의 성질이 바뀐 일이었다. 문턱 자리에 눈금이 나타났고, 두 상태 자리에 이어짐이 나타났다. 그때부터 도수는 운송장에 적을 수 있고, 도에 따라 세를 매길 수 있고, 법정에서 십분의 일을 두고 다툴 수 있게 되었다 — 화약은 그 어느 것도 허락하지 않았다. 그 값은 표였다. 뜸개가 보는 것은 밀도이지 알코올이 아니며, 하나를 다른 하나로 만드는 것은 표뿐이다.
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양마다 하나의 자료표
SI 기본단위 일곱, 고유한 이름을 가진 유도단위 스물둘, 그리고 그것 없이는 기술도 달력도 굴러가지 않는 계 밖의 양들.