과열
1. 개요
물체가 지나치게 뜨거워지는 것. '''넘칠 과(過)'''자를 봐도 알겠지만, 이 상태가 되면 영 좋지 않은 일이 발생할 수도 있다. 모든 전자기기와 엔진, 그리고 총포류의 수명을 저하시키는 주요한 요인 중 하나다.
2. 사례
2.1. 컴퓨터의 과열
주로 CPU, VGA 부분에서 발생한다. 좀 딸리는 하드웨어로 무거운 소프트웨어를 실행하고 있을 때에 과열될 수 있고 삘받으면 섭씨 100도를 훌쩍 넘기기도 한다. 심해지면 그냥 픽 꺼져 버리는데, 이것은 과열로 인한 이상이 아니라 '더 이상 열받으면 안되겠어 어떻게든 하지 않으면'하면서 차단되는 것이다.(전문적인 단어로 쓰로틀링이라고 한다) 이게 안 되거나 억지로 더 열받게 하면 회로가 아예 타 버린다.
여기서 발생하는 열을 식히기 위해 쿨러와 방열기을 장착한다. 열을 많이 받을수록 쿨러가 열을 감지하여 더 빨리 돌아가게 되고, 이는 소음을 유발한다. 수냉식 쿨러가 과열을 확실히 잘 막아주기는 하는데 중저가 수랭은 고가의 공랭과 쿨링 성능은 도찐개찐인데 세팅하기도 힘들고, 물이 새면 보드가 사망하므로 사실상 컴덕의 전유물. 쿨러 없이 방열판만 있는 무소음 쿨러를 달면 소음이 없다는 장점이 있으나 방열판의 부피가 무지막지하게 커지며 뭔가 무거운 프로그램을 돌릴 생각을 하지 않는 게 좋다. 큰 장비의 경우 시간이 지날수록 내부에 먼지가 끼는 경우가 많은데, 이 때문에 쿨러의 효율이 저하되어 과열 → 셧다운 테크를 타는 경우가 있다. 얼마 돌리지도 않았는데 갑자기 꺼진다면 내부 먼지청소를 좀 해주면 좋다.[1]
2.2. 스마트폰의 과열
모바일 기기, 특히 스마트폰에서 과열 문제가 두드러지는데, 공랭식 쿨러가 기본 장착이고 쿨링 시스템도 점점 발전하는 특성 상 어지간하면 스로틀링까지 가진 않는 PC와 노트북에 비해 스마트폰은 배터리 소모와 이물질 유입, 부피 문제로 제대로 된 쿨러를 달수 없기 때문이다. 히트파이프를 적용하여 최대한 열을 분산시키려는 정도의 시도는 있어 왔으나 결국 거기까지. 사람이 손에 잡고 쓰기 때문에 온도가 높이 올라가선 안 될 뿐더러(극단적인 예로 화룡 810을 스로틀링 없이 손으로 잡는다 생각해보라!) 배터리가 바로 옆에 붙어 있어 배터리 수명에도 악영향을 끼치고, 화면에도 영 좋지 않은 영향을 주게 된다. 결국 강제적인 스로틀링으로 발열 문제를 최대한 억제하고 있다. 다만 게이밍 스마트폰 타이틀을 달고 출시된 샤오미 Blackshark는 '''수랭식''' 쿨링 시스템을 탑재하고 있다. 노트 9 역시 워터-카본 쿨링 시스템, 다시말해 수랭식 쿨링 시스템이 도입되었다.
이러한 점을 제조사도 인지하고 있기에 스로틀링을 심하다 싶을 정도로 거는 것이고, 따라서 전압을 올려서 오버클럭하기보다는 오버클럭하든 무엇을 하든 전압을 낮추는 것이 배터리 수명/사용시간/기기 수명 및 체감 온도 등 실사용과 벤치마크 두 경우에 모두 도움이 된다. 전압을 과하게 올리면 회로가 타지만 전압을 낮추면 프로그램들이 멎지 회로가 타진 않는다.
2.3. 총포류의 과열
총기류에서는 주로 총열과 노리쇠 뭉치에서 열이 발생한다. H&K HK416을 비롯한 숏스트로크 가스 피스톤 시스템을 사용하는 화기는 가스직동식에 비해 열을 덜 받는다지만 약실을 통해 받을 건 다 받는다. 총열이 번져서 총신이 덩달아 뜨거워지고, 열로 인해 총열이 팽창하여 집탄성이 하락한다. 연사와는 거리가 먼 저격소총에도 무겁고 비싼 헤비배럴을 사용하는 이유가 이것 때문이다. 또한 한 자리에서 수십발을 쏴도 집탄성이 계속 유지되어야 하는 롱레인지 슈팅 매치의 경우엔 불배럴(약실부터 총구까지 외경이 거의 동일할 정도로 극단적으로 두꺼운 총열)도 많이 쓰인다. 반대로 들고 오랜 시간 걷고 뛰어야 하며 연속적으로는 기껏해야 몇 발 밖에 쏠 일이 없는 수렵용 라이플은 표준보다 더 가느다란 총열을 쓰기도 한다. 또한 금속의 강도가 약해져 강선의 마모가 평시보다 심해지며 내부 부품들 역시 열팽창하여 작동 불량률이 높아지게 된다. 그렇기에 현대의 연발 총기는 과열되어도 정상적으로 작동되도록 신경을 쓰는 편이지만, 쇼샤나 H&K G36 같이 설계 당시 아예 과열을 생각하지 않아 문제가 생긴 물건도 있긴 하다. 최악의 경우엔 쿡 오프 현상이 일어나 방아쇠를 안 당겨도 멋대로 탄창이 비워질 수도 있으며 아주 드물게 총이 폭발할 수 있다.
총열덮개 부분의 방열 설계로 열을 어느 정도 식히기도 하고, 드물게 냉각핀을 달기도 한다. 냉각핀은 초기의 기관총에 자주 보였지만 코스트 대비 냉각효과가 일반총열과 다를 바가 없어서 도태되나 싶었지만, AR 한정으로 콜트의 IAR이나 JP사의 냉각판 등 금속가공 기술이 높아지면서 간혹 보이기도 한다. 기관총의 경우 급하면 그냥 냉각 효과가 있을만한 아무 액체를 들이붓기도 한다. 귀중한 식수는 물론이고 소변까지도 말이다. 초기에는 아예 수냉식으로 열을 식히는 기관총이 대부분이었지만 무게 등의 이유로 현재는 도태되었다.
게임 등지에서는 과열로 인한 페널티를 구현하기가 어려웠던지 그냥 대부분 과열되면 다 식을 때까지 발사가 안 되는 것으로 나온다.
2.4. 동물의 과열
파충류와는 달리 인간과 같은 포유류들은 대부분 체온이 일정한 항온동물이다. 물론 사냥을 하거나 도망을 치는 등 격한 에너지의 소모가 필요한 경우 일시적으로 체온이 증가하는 등 체온의 변화가 있고 그 변화가 지나치게 큰 경우 사망에 이를 수 있을 정도로 일정 체온의 유지가 중요하기에 체온이 상승할 경우 땀을 분비하여 체온을 낮추며, 체온이 감소하는 경우 근육을 진동시켜 열을 발생시킨다. 자세한 내용은 항상성 항목을 참조.
그러나 아무리 항상성을 유지한다고 해도 급격한 운동을 하게 될 시 근육에서 발생되는 열 및 외부의 열로 인해 기본적인 항상성 유지기능을 초과하는 경우가 종종 있다. 이 경우 냉각이 쉬운 환경이 아니면 항상성 유지를 위해 강제적으로 운동이 정지되며 외부 열로인한 과열은 열사병을 일으켜 사망에 이를 수도 있다.
과열 문제는 생물체의 크기에도 영향을 미치며 이로 인해 항온 생물체의 경우 일반적으로 체적이 클수록 추운 기후 지역에 살게 된다. 체온을 보존하기 위하여 커지는 면이 더 크긴 하지만, 커진 덩치를 원하는 수준으로 움직이기 위해 근육을 작동하는데 나오는 열을 체온 증가의 부산물로 이용하는 만큼 이 열을 냉각 시킬 수 있다면 덩치를 가지고도 추가적인 근육 운동을 유발할 수 있기에 이러한 현상에 과열 또한 영향을 미친다. 반면 기온이 높은 열대기후의 생물들은 크기가 작은 편인데, 근육운동으로 발생하는 부가적인 체열을 해소하기 위해 크기 자체를 줄인 것이다. 다만 코끼리 같이 방열체계를 갖추고 크기가 커지거나 하마와 같이 물과 같은 냉각체계를 가져 크기를 유지하는 경우가 있다.
인류는 털이 적고, 직립보행 덕에 에너지 효율이 좋음과 동시에 덩치에 비해 체표면적도 커서 다른 포유류들보다 신체 과열을 비교적 잘 견디는 편이다. 이 점 덕분에 발은 느리지만 지구력이 높았고, 고대 인간은 이것을 이용해 동물이 지쳐 쓰러질 때까지 추적하는 방식으로 사냥을 하였다.
2.5. 엔진 과열
구동 방식에 상관 없이 엔진의 냉각 성능이 감당하지 못할 수준의 부하를 걸거나, 냉각 계통에 결함이 발생해 발생한 열을 제때 식혀주지 못하면 과열이 일어난다.
주요 증상으로는 수온계 및 유온계 상승, 출력 저하[2], 배기구에서 백색 연기 발생[3], 시동 꺼짐과 재시동 불가[4], 화재 및 폭발[5]이 있다.
피스톤 엔진을 쓰던 옛날 항공기 중 일부가 단면적이 넓어 유체역학적으로 불리한 성형엔진을 사용하던 이유 중 하나인데, 총알을 맞을 수 있는 환경을 상정하고 만드는 전투기나 폭격기의 엔진으로 수랭식 엔진을 채용했다가 엔진에 피탄당하면 냉각수가 새어 순식간에 엔진이 과열되며 멈추게 되는 반면 실린더 여러 개가 따로 돌아가는 공랭식 성형엔진을 사용하면 피탄당한 실린더만 깨지고 출력 좀 줄어드는 것으로 끝났기 때문이다. 물론 전부 그렇게 만든 것은 아니며, 공기역학적인 유리함을 좇아 액랭식 엔진을 채용한 비행기도 많이 있었다.
만일 자신이 운행하는 차량의 엔진이 과열된 경우 가급적 고부하 운행을 삼가고, 조심히 운행하여 주행풍으로 엔진을 식혀야 하며, 만일 차량 결함 등의 문제로 인한 과열임이 판명된 경우 최대한 빨리, 그러나 조심히 정비소를 방문하여야 한다. 만일 엔진이 너무 뜨겁거나 엔진이 식질 않는 경우 안전한 장소에 정차하여 엔진을 식힌 뒤 재출발 하거나 냉각수 보충, 차량 견인 등의 조치를 취해야 한다.
단, 과열된 차량의 라디에이터 캡이나 냉각수 통 뚜껑은 '''절대로 열어서는 안 된다.''' 자칫 냉각수가 튀어올라 화상을 입을 위험이 있다. [6]
대우 임페리얼에 달린 직렬 6기통 3.0리터 SOHC 엔진이 이 현상이 잦아 현대 그랜저에게 발목잡히는 원인이 됐다.[7]
2.6. 전자 부품의 과열
공대생이라면 한 번쯤은 경험해보았을 것이다. MOSFET이나 트랜지스터 등을 작동시키다 보면 열이 심하게 난다. 예를 들어 공대생이라면 알고 있을 테슬라코일을 스위칭하는 모스펫은 방열판을 달아도 100도가 넘는 경우가 있다. 그 상태로 놔두었다간 폭발할 수도 있으므로 방열판을 꼭 달아주자.
KFC에서는 아예 이를 역이용하여 오븐겸 게임기를 개발했다. 물론, 기기는 다른 제조사에게 위탁했다.
2.7. 부동산 시장의 과열
[1] 단 청소기로 먼지를 빨아들이는건 추천하지 않는다. 쿨러가 거꾸로 돌아 반대방향의 전류가 발생해 보드 손상을 일으킬 수 있기 때문이다. 먼지가 너무 많고 귀찮다면 팬 선을 보드로부터 분리하고 청소기 앞에 스타킹이나 양말 등을 끼워 보드를 보호하도록 하자.[2] 발생 원인으론 크게 피스톤, 실린더 혼합기 온도 상승으로 혼합기 온도가 상승한 것 때문에 발생한 노킹과 후속 대처(점화시기 지각 등), ECU 측에서 과열을 막기 위해 실행하는 조치가 있다.[3] 과열로 인해 유온이 상승하여 엔진오일의 점도가 너무 낮아져 피스톤 링이 마모되어 연소실에 엔진오일이 유입, 연료와 연소되면서 백색 연기가 발생한다.[4] 흔히 엔진 뻗었다고 하는게 이 경우이다. 과열로 인해 피스톤이 녹아 실린더에 눌어붙기 시작해 저항이 커져 시동 유지와 가속이 어려워지며, 점점 더 진행되면 시동이 꺼지게 된다.[5] 워셔액, 엔진오일, 연료 등 발화할 물질이 넘처나는 엔진은 열을 잘못 받으면 폭발적으로 연소하거나 폭발하기 쉽다.[6] 정상 운행중인 냉각수의 온도는 90℃에 달하며, 이 정도의 온도도 충분히 화상을 입을 수 있다. 과열이 된 경우 더하면 더했지 덜하지는 않을 것이다.[7] 이눈 대우자동차가 6기통 엔진 제조에 대한 노하우 부족과 결정적으로 엔진을 식혀주는 팬 클러치와 라디에이터를 4기통 2.0리터인 슈퍼살롱 꺼를 그대로 가져와서 사용했던 원인이 가장 크다.