d라이브러리









[비주얼 과학교과서] 만수르의 비밀 훈련

관련단원 : 3-2 액체와 기체

시원이와 친구들이 바스락거리는 소리에 놀라 뒤를 돌아보니 한 친구가 서 있었어요.
“넌 부잣집 외아들 만수르잖아? 여긴 웬일이야?”
“나도 비밀과학수사대에 껴 줘. 날 비밀과학수사대에 합류시켜 주면 한 가지 제안할 게 있어. 바로 비밀 훈련이야!”



시원이와 오로라, 파부르는 의논 끝에 만수르를 비밀과학수사대에 받아들이기로 결정했어요. 그러자 만수르는 내일 자신의 집으로 오라는 말만 남기고 사라졌지요. 다음 날 친구들은 만수르네 집에 도착했어요.

“이게 너희 집이야? 대박! 집에 웬 극기훈련장?”

만수르는 친구들 말은 듣지도 않고 갑자기 호루라기를 불며 소리를 빽 질렀어요.

“그런 안일한 정신으로 비밀과학집단을 이길 수 있겠나! 지금부터 지옥 훈련에 들어간다!”

친구들은 10m 높이에서 밧줄을 타고 뛰어내리거나, 철조망 아래 진흙탕을 기어가면서 한계에 도전했어요. 하루 종일 극한 체험으로 거지꼴이 된 시원이와 친구들 앞에 금빛 옷과 금목걸이로 평소보다 더 한껏 멋을 부린 만수르가 나타났어요.

“이번엔 해외 전지훈련이다! 비행장으로 돌격!”

“뭐?!”

비행기 안에 들어서자 각종 음료수와 평소 먹고 싶었던 과자로 가득 찬 스낵바가 보였어요. 맛있게 먹고 이야기를 나누는 사이 친구들은 모처럼 즐거운 마음이 들었지요.

“그런데 우리 어디 가는 거야?”

시원이의 질문에 만수르는 빙긋 웃으며 말했어요.

“비밀! 비행기가 고도를 낮추네. 벌써 다 왔나 봐.”

바로 그 순간, 비행기가 앞쪽으로 심하게 기울어졌어요.

“아얏! 귀…, 귀가 아파!”

그러자 만수르가 당황한 표정으로 말했어요.

“다들 괜찮아? 비행기에 문제가 생긴 것 같아!”
 

비행기를 타면 귀가 먹먹해지거나 귀에 통증을 느끼는 경우가 있다. 기내 압력 조절 장치가 있어 대부분은 문제가 없지만, 비행기가 급상승 하거나 급하강 하면 문제가 생긴다. 갑작스런 압력 변화 때문이다. 이때 우리 귓속에서는 어떤 일이 벌어질까?
 
확대

기체의 부피, 압력에 따라 달라진다?!
놀이동산이나 생일파티에 가면 다양한 모양의 풍선을 볼 수 있어요. 이 풍선 안에는 무수히 많은 기체 입자들이 끊임없이 운동하고 있지요. 기체는 일정한 모양이 없어서 풍선의 모양에 따라 모양이 달라진답니다.

만약 기체가 풍선 안에 들어 있지 않았다면 기체는 모두 흩어져 공기 중으로 사라져 버렸을 거예요. 이를 ‘기체의 확산’이라고 해요.

풍선 안에 들어 있는 기체 입자는 계속해서 풍선의 벽에 부딪혀요. 풍선 벽은 바깥으로 밀어내는 힘을 받지요. 이렇게 충돌하는 힘에 의해 기체의 압력이 생긴답니다.

기체의 압력은 기체 입자의 운동 속도가 빠를수록, 충돌 횟수가 많을수록, 충돌의 세기가 클수록 커져요. 풍선을 입으로 후~ 불면 풍선은 압력을 버티는 데까지 부풀어요. 그러다가 풍선이 압력을 견디지 못하면 ‘펑!’ 하고 터져버리지요.

한편, 기체의 부피는 기체에 가해지는 압력에 따라 달라져요. 온도가 일정할 때 압력이 커지면 기체의 부피는 작아져요. 반대로 압력이 작아지면 기체의 부피는 커지지요. 예를 들어 기체의 압력이 2배로 증가하면 기체의 부피는 절반이 되고, 기체의 압력이 4배로 증가하면 기체의 부피는 4분의 1이 돼요.


잉글랜드의 과학자 로버트 보일(1627~1691)은 이와 같은 현상을 통해 ‘일정한 온도에서 기체의 부피(V)는 압력(P)에 반비례한다’는 ‘보일의 법칙’을 발견했답니다.

고기, 계란, 치즈 등 고단백 음식을 많이 먹으면 방귀 냄새가 고약해진다.

한편, 방귀 냄새가 질병을 치료할 수 있다는 연구결과가 있어요. 영국 엑세터대학교 연구팀은 방귀 냄새의 주원인인 황화수소가 세포 속 소기관인 미토콘드리아를 보호하는 역할을 한다고 발표했어요. 미토콘드리아는 세포 속에서 에너지를 만들어내는 역할을 해요. 만약 미토콘드리아가 손상되면 세포가 죽기 때문에, 황화수소가 질병을 예방할 수 있다는 논리지요.

그런데 높은 산에 올라가면 방귀가 더 많이 나온다는 사실! 높은 산은 지상보다 기압이 낮아 상대적으로 뱃속에 있는 대장의 압력이 커져요. 그럼 대장 속 기체의 부피가 커지지요. 결국 대장이 커진 기체의 부피를 견디지 못하고 항문 밖으로 자꾸 방귀를 내보내는 거랍니다.


“귀가 아픈 이유는 기내 압력이 갑자기 변했기 때문이야!”

시원이가 아픈 귀를 잡고 소리를 질렀어요. 그러자 만수르는 보일듯 말듯 빠른 속도로 입가에 미소를 흘렸지요. 시원이는 만수르의 표정에서 이상한 낌새를 느꼈어요. 하지만 이어진 말에 시원이와 친구들은 또다시 경악을 금치 못했어요.

“지금 비행기가 추락 중이라 그래! 늦기 전에 낙하선을 메고 비행기를 탈출해야 해!”

낙하선이란 말에 친구들은 모두 비명을 질렀어요.

“뭐?! 비밀 훈련이라더니…, 이게 뭐야!”

당황한 친구들과 달리 만수르는 ‘낙하선 한두 번 메 보냐!’며 아무렇지도 않게 말했어요. 그러더니 짧은 인사와 함께 비행기 문을 열고 아래로 뛰어내렸지요.

“비밀과학수사대라면 이 정도 담력은 있어야지. 그럼 나 먼저 갈게. 다들 어서 내려와!”

하지만 다른 친구들은 모두 눈만 둥그렇게 뜨고 주춤거리고 있었어요. 그때 시원이가 먼저 낙하선을 메더니 용감하게 말했어요.

“어쩔 수 없지. 나도 간다!”

 

2017년 06호 어린이과학동아 정보

  • 김정 기자
  • 일러스트

    이창섭

🎓️ 진로 추천

  • 물리학
  • 항공·우주공학
  • 환경학·환경공학
이 기사를 읽은 분이 본
다른 인기기사는?