d라이브러리

과동이 | 쌤! 왜 이렇게 음주운전을 많이 하죠? 현직 시의회 의장 부터, 공무원, 연예인, 운동선수…. 일일이 다 말하기도 어렵네요.
정훈쌤 | 그러게요. 쌤은 술은 잘 마시지 않지만, 같은 어른으로서 참 부끄럽네요.

대학에 다니는 누나가 그러는데요. 술을 가득 채워서 한 번에 다 마시는 ‘원샷!’을 엄청 많이 한대요. 그렇게 원샷을 반복하면 짧은 시간에 많이 마시게 되고 결국 빨리 취하는 거죠.

과동이가 너무 잘 알고 있네요. 누나 때문에 속상해서요. 제가 버스 정류장에 마중을 나가곤 하거든요.






계영배, 넘침을 경계하는 잔 S T E A M

그렇게 빨리 많이 마시는 사람들에게 ‘계영배’를 권하고 싶어요. 계영배요? 저 그거 알아요. 잔을 적당히 70%정도만 채우면 술은 그대로 있지만, 그 이상 가득 채우면 술이 잔 밑에 있는 구멍으로 모두 흘러 나와 버리는 잔이잖아요.

맞아요. 넘치면 완전히 비워버리는 잔이라니 뭔가 생각할 거리도 던져주는 잔이죠. 계영배의 원리는 말이죠….

쌤! 쌤! 제가 설명해볼래요. 저 계영배도 만들어 본 사람이에요. 제가 만든 계영배로 설명할게요. 이렇게 컵 아래에 빨대가 들어갈 수 있도록 구멍을 뚫고요. 빨대를 구부려서 고무줄이나 테이프로 고정을 시킨 다음, 구멍을 뚫은 컵에 꽂아주면 일단 완성이에요. 빨대의 짧은 부분 끝이 컵의 바닥에서 0.5cm정도는 떨어지게 해야 하고요. 컵 바깥쪽으로 삐죽 나와 있는 긴 빨대를 적당히 잘라내면 더 좋아요.

이 컵에 물을 부으면 잔이 채워지면서 물은 빨대의 짧은 부분으로 함께 들어가요. 물이 긴 빨대 쪽으로 넘어가지 않죠. 하지만 술을 가득 부어서 꺾인 부분까지 물이 차면 물은 긴 빨대 쪽으로 넘어가게 돼요. 그럼 자연히 중력에 의해 물이 아래로 내려오죠. 아래로 내려오는 물만큼 진공상태가 되니까 빨대 안쪽과 바깥의 압력차 때문에 컵이 거의 빌 때까지 물은 빨대로 계속 들어와 아래로 샙니다.

맞습니다. 과동이 제대로 알고 있네요. 그것을 바로 ‘사이펀의 원리’라고 해요. 옮기기 힘든 액체를 중력이나 기압차를 이용해서 다른 곳으로 옮기는 원리랍니다.





변기 속 사이펀의 원리 S T E A M

사이펀의 원리는 매일 사용하는 수세식 변기에도 숨어 있어요. 변기에 연결된 관은 위로 볼록한 관과 연결돼 있어요. 계영배와 원리가 비슷해요. 우리가 버튼을 돌려서 물을 내리면 물이 위로 볼록한 관 꼭대기까지 차서 넘어가게 돼요. 그러면 넘어간 물은 중력에의해 아래로 내려오고, 내려온 물만큼 진공상태가 되어서 변기 안의 물이 빌 때까지 아래로 내려오죠. 그럼 오물은 물과 함께 안녕인 거죠. 물은 다시 볼록한 관 꼭대기를 넘어가지 않을 정도로 채워지고요.

정말 수세식 변기의 물이 비워지는 원리가 계영배와 다르지 않네요. 마시는 잔과 화장실 변기의 원리가 같다니 신기해요.

과동아. 사이펀을 이용해서 용액의 위치를 바꾸는 것은 계영배나 변기 말고도 여러가지가 있어요. 한번 찾아볼까요?

쌤. 찾아보니 ‘사이펀 커피’라는 것도 있네요. 아래는 물이 들어 있고 연결된 위쪽 용기에는 커피가 있어요. 아래 용기에 열을 가하면 용기의 압력이 높아지면서 물이 위쪽 용기로 올라갔다가 중력에 의해 다시 아래로 내려오면서 커피를 추출하는 방식이래요. 사이펀이 정말 많은 곳에 쓰이고 있네요.

그래요. 사이펀의 원리를 이용한 기구를 좀 더 찾아보고 과동이만의 아이디어로 사이펀의 원리를 이용한 새로운 도구를 만들어 보세요.

참, 또 한 가지, 계영배의 유래를 찾아보고, 느낀 점이나 마음가짐을 글로 표현해 보세요. 이과생도 생각을 표현하는 연습이 필수랍니다.






※ 스팀! 팍팍! 코너는 이번호를 끝으로 연재를 마칩니다. 그동안 스팀! 팍팍!을 사랑해주셔서 고맙습니다.