과학놀이터 13. 얼었나, 안 얼었나?
얼마 전 동네에 있는 대형 마트에 갔더니, 아이들이 좋아하는 슬러쉬를 만드는 통을 팔더군요. 막내딸이 가져와서 보여주더군요. 사고 싶었나 봐요. ㅎㅎ 사주지는 않았습니다. 그래서 오늘은 집에서 간편하게 슬러쉬를 만드는 방법을 알려드릴까 합니다. 실험 과정을 알려드린 후에 원리를 알려드리겠습니다.
주제: 얼었나, 안 얼었나?
준비물: 페트병에 담긴 물(500 mL) 또는 환타(또는 사이다, 콜라)
실험방법
1. 생수를 냉동실에 넣는다.
2. 2~3시간(약 2시간 30분)을 기다린다.
3. 꺼내어 흔들거나 충격을 주면서 관찰한다.
주의: 꺼낼 때 조심히 꺼낸다. 충격을 주면 슬러쉬가 되어버림.ㅋㅋㅋ
4. 탄산이 들어있는 것은 뚜껑을 열면 탄산이 나오면서 슬러쉬가 되어버립니다.
순간적으로 일어나니, 아이들에게 잘 관찰하라고 이야기하셔야 합니다.
*** 여러 개를 냉동실에 넣어둔 후 2시간 후에 1개, 2시간 30분 후에 1개, 3시간 후에 1개. 이렇게 실험해보세요. 어느 때 실험이 잘 되는지 알아두었다가 아이들 친구들이 오면 함께 만들어보도록 해보세요^^
오늘 실험 매우 매우 간단하죠. 더운 여름, 요만 때쯤 학교 앞에 가면 슬러쉬가 굉장히 잘 팔립니다. 아이들과 슬러쉬를 만들면서 과학놀이를 해보세요. 아이들이 엄청 좋아하겠죠?
실험 원리는 이렇습니다.
물은 0도씨 이하가 되면 어는 것이 정상입니다. 그런데 어찌 된 일인지 물이 얼지 않고 있을 때가 있습니다. 화학적으로 봤을 때 얼지 않는 것이 더 안정적이라고 생각되면 얼지 않는 것이죠. 이렇게 이야기하니, 물이 사람처럼 생각하는 것 같네요. 아무튼 그 상태에서 안정적인 것이죠. 얼어야 하는데 얼지 않고 있는 상태를 '과냉각'상태라고 합니다. 이런 과냉각 상태에 있는 물에 충격을 주면 얼어버립니다. 신기하죠!
대학생들과 실험했던 과냉각 영상입니다.
이런 과냉각 상태는 구름 속에서도 볼 수 있습니다. 구름을 자세히 들여다보면, 과냉각 상태의 물들이 많이 있죠. 그러나 과냉각 상태의 물들이 주변의 먼지(빙정핵)를 만나면 얼게 됩니다. 이런 얼음 알갱이가 땅으로 내리면 눈, 내리다 녹으면 겨울에 내리는 차가운 비(빙정설의 비)가 되는 것이죠. 물론 비는 구름 속의 물방울들이 모여서 내리는 비(병합설)도 있어요. 이런 비들은 열대지방이나 여름에 내리는 비입니다. 어쩌다 과학 원리에 대한 설명이 많아졌네요.
