d라이브러리

아이스크림 가게에 많이 있는 드라이아이스를 이용해 권총을 만들어 보자. 고체인 드라이아이스가 승화하면서 만들어내는 권총의 폭음은 방안을 울리는데…
 

■ 준비물
필름통 3개, 투명테이프, 드라이아이스 조금, 스포이트, 물, 비커.

■ 실험방법
 

1. 3개의 필름통을 가지고 권총모양을 만든다.
 

2. 드라이아이스 조각 3-4개를 앞쪽의 필름통 속에 넣고 3-4방울의 물을 스포이트로 떨어뜨린 후 뚜껑을 재빨리 닫는다.
 

3. 총은 전방을 겨냥하고 가볍게 흔들어준다. 사람을 향해서 쏘지 말아야 한다. 나가지 않는다고 뚜껑 쪽을 들여다보다가 다칠 수도 있으므로 주의한다.

4. 잠시 후 '펑' 소리를 내며 필름통 뚜껑이 앞으로 나간다.

■ 왜 그럴까?

보통 한 물질이 상태변화를 할 때, 고체일 경우보다는 액체일 때 그리고 기체일 경우가 더 많은 부피를 차지한다. 드라이아이스는 기체인 이산화탄소(CO₂)를 압축해 고체 이산화탄소로 만든 냉각제이다. 이 실험의 경우 고체 드라이아이스가 기체로 변하면서 필름통 안의 기체부피는 증가한다. 1g의 고체 이산화탄소가 기체로 변하면 5백㎤정도까지 부피가 늘어난다. 이 때의 압력으로 인해 필름통 뚜껑은 튀어나간다.
고체드라이아이스가 기체로 되면서 부피가 증가하고 필름통을 밀어내는 것도 바로 샤를의 법칙 때문이다.

신과림박사의 실험 파일

1. 드라이아이스에 물을 넣는 이유는 물이 가지고 있는 열을 드라이아이스에 전달해 상태변화를 빨리 일어나도록 하기 위해서다.
2. 드라이아이스는 동네 아이스크림 가게에서 아이스크림을 포장구입하면 무료로 얻을 수 있다. 한 변의 길이가 30cm인 정육면체의 드라이아이스는 1만 8천원 정도이다.
3. 드라이아이스는 큰 덩어리 형태로 아이스박스나 진공 보온병에 넣어두면 3-4일은 거뜬히 보관할 수 있다.
4. 발사 시간을 단축하려면 드라이아이스 조각을 여러 개에 물을 많이 떨어뜨리면 된다.
5. 드라이아이스에서 나오는 흰 연기는 드라이아이스 두위의 공기에 포함돼 있는 수증기가 온도에 내려가면서 응결돼 우리 눈에 보이는 것이다. 즉 소규모의 안개라고 할 수 있다.
6. 드라이아이스가 냉각제로서 갖는 장점은 얼음처럼 녹아서 액체가 되지 않기 때문에 취급하기 매우 용이하다는 점이다. 하지만 드라이아이스를 액체처럼 사용해야 할 때는 드라이아이스에 알코올을 부어보자. 이 때 액체의 온도는 -80℃ 이하까지 내려간다. 액체 질소보다는 구하기도 쉽고 취급이 용이하므로 이를 이용해 여러 가지 실험에 사용할 수 있다.