우리는 공기 없이는 한 순간도 살 수 없습니다. 이러한 공기를 볼 수도 만져볼 수도 없어서 고마움을 모르고 지내기 일쑤입니다. 실험을 통해 공기를 확인하고 또 공기와 한 판 힘겨루기도 해봅시다.
여러분은 자신이 공기의 바다에 빠져 살고 있다는 것을 알고 있나요? 눈에 보이지도 냄새가 나지도 않지만 공기는 온통 우리를 둘러싸고 있답니다. 여러분의 머리 위에도, 책상 밑에도, 탁자 위의 빈 컵 속에도, 장롱 서랍에도 공기가 없는 곳은 없답니다.
그러니까 책상 위에 놓여진 빈 컵은 엄밀한 의미에서 빈 컵이라고 할 수 없겠지요. 뿐만 아니라 그 공기는 힘도 아주 세서 웬만한 천하장사도 이길 수 없다는데……. 자, 우리 함께 실험을 통해서 공기의 존재를 확인하고 공기와 힘 겨루기도 해볼까요.
준비물
투명하고 큰 그릇(깊이 30cm쯤 되는 수조나 어항), 1.5L 플라스틱 음료수병과 그 뚜껑, 초, 탈, 성냥, 물
실험방법
1 투명하고 큰 그릇에 물을 $\frac{4}{5}$쯤 채운다.
2 플라스틱 병의 겉에 붙은 상표를 제거하고 밑에서부터 20cm쯤 되는 곳을 칼로 돌려가며 자른다.
3 병뚜껑의 한 가운데에 촛농을 떨어뜨려 생일 초를 세운다.
4 초를 세운 병두껑을 물에 띄운 뒤 초에 불을 붙인다.
5 플라스틱 병으로 만든 긴 컵을 초 위에 수직으로 덮어 씌운 채 물에 완전히 잠길 때까지 눌렀다 들었다를 반복하면서 초를 관찰한다. 이 때 초가 뒤집히지 않도록 주의하며 15초 이내로 신속히 실험한다.
자, 플라스틱 병을 눌러 초를 물속에 잠기게 해도 촛불이 꺼지지 않고 계속 타는 것을 볼 수 있죠. 그 이유는 컵 안이 이미 공기로 꽉 차 있는 만원 상태이므로 물이 밀고 들어갈 자리가 없기 때문이지요. 이 때 플라스틱 병 속의 공기 가운데 산소량은 한정돼 있으므로 실험을 신속하게 끝내야 합니다.
보너스 실험
준비물
빈 사이다(콜라) 병 1개(페트병도 좋음), 고무풍선 1개, 종이뭉치 1개, 책 1권, 빈 마요네즈 병 1개(주먹이 들어갈 만큼 입구가 넓은 병), 비닐 봉ㅇ지 1개(구멍난 것은 안됨), 고무줄 1개
병 속에 종이뭉치 골인시키기
실험방법
1 빈 사이다 병을 옆으로 쓰러뜨려 놓는다.
2 빈 병이 균형 잡히도록 병목 부분 밑에 책 한권을 받쳐 놓는다.
3 병의 입구보다 작게 뭉친 종이뭉치를 병 속을 향해 입으로 세게 불어 본다.
병속의 풍선불기
실험방법
1 고무풍선을 빈 사이다 병 속에 넣고 풍선 입구를 병 밖으로 꺼내 병의 입구에 뒤집어 씌운다.
2 병의 입구에 입을 대고 풍선을 힘껏 불어 본다.
병속의 비닐봉지 빼내기
실험방법
1 비닐봉지를 마요네즈 병 속에 넣는다. 이 때 병과 비닐 봉지 사이에 틈이 생기지 않도록 가능한 한 밀착시켜 놓는다.
2 비닐 봉지 부리가 병의 입구를 덮어 씌우도록 뒤집어서 고무줄로 단단히 묶는다.
3 병 속에 손을 넣어 비닐 봉지를 병 밖으로 빼내어 본다.
병속의 풍선불기에서 풍선을 크게 하기 위해서는 풍선과 병 사이의 공기를 압축시켜 풍선이 늘어날 자리를 만들어 주어야 하는데, 인간의 폐는 그 공기를 압축시킬 만큼 강하지 못합니다. 병 속에 종이뭉치 골인시키기에서 종이 뭉치가 못들어가게 막고 있는 것도 공기입니다.
병 속의 비닐봉지 빼내기에서 비닐 봉지를 붙들고 놓아주지 않는 것 또한 공기이지요. 비닐봉지를 찢지 않고 공기의 저항을 이겨내 비닐을 병 밖으로 꺼내는 데 성공할 만큼 우리의 손 힘은 세지 않아요. 결국 공기와의 힘겨루기 세 판 모두 공기의 완승이지요.
