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[궁금한S] 과학 덕후 모여라…'궁금한 실험실'

[앵커]
과학에 대한 모든 궁금증을 풀어주는 <궁금한 S> 시간입니다. 실험을 통해 과학의 원리를 배운다면 과학을 더욱 친숙하게 느낄 수 있는데요.

탐구와 실험을 통해 느끼는 재미있는 과학의 세계는 무엇일지 지금 바로 화면으로 만나보시죠.

[이효종 / 과학 유튜버]
안녕하세요! 과학의 모든 궁금증을 해결하는 궁금한 S의 이효종입니다. 궁금한 S와 함께할 오늘의 이야기 만나볼게요.

오늘은 여러분들과 함께 흥미롭고 재미있는 실험 두 가지를 해볼 거예요. 먼저 첫 번째 실험부터 만나볼까요?

요리하거나 빵을 만들 때 달걀흰자와 노른자를 분리해야 할 때가 많아요.

하지만 요리에 익숙하지 않은 사람들은 달걀흰자와 노른자를 완벽하게 분리하기부터 쉽지 않죠. 그래서 오늘 궁금한 S에서는 과학적으로 달걀노른자를 분리하는 방법에 대해 알려드리도록 하겠습니다. 실생활에서도 꼭 필요한 정보이니까요. 눈 크게 뜨고 보시길 바랄게요~

달걀흰자와 노른자를 손쉽게 분리하기 위한 준비물을 알려드릴게요.

달걀을 담을 수 있는 그릇과 노른자를 따로 분리할 그릇. 그리고 페트병만 있으면 됩니다. 어때요? 간단하죠? 그럼 그릇에 담긴 두 개의 달걀을 깨보도록 하겠습니다. 달걀을 깬 후에 달걀노른자를 흰색 그릇으로 옮겨보도록 할게요. 달걀을 확실하게 옮기기 위해서는 꼭 페트병이 필요한데요. 페트병을 꾹 눌러서 압축시켰다가 풀어주면 됩니다. 달걀에 한 번 해볼까요? 어때요? 정말 쉽죠? 어떻게 달걀노른자를 페트병으로 손쉽게 분리할 수 있는 것일까요?

페트병을 눌렀을 때와 풀었을 때 페트병 안에 있는 기체의 부피가 줄어들었던 만큼 여기 있는 노른자를 빨아들였기 때문입니다. 기체가 줄어들었던 만큼 페트병의 탄력 때문에 원래 자리로 돌아오면서 그만큼의 기체가 노른자를 빨아들이는 거죠. 이건 스포이드의 원리와도 비슷합니다. 누구나 다 아는 방법이라고요? 그래서 달걀노른자를 분리하는 방법을 한 가지 더 알려드리도록 하겠습니다.

이번엔 이 유리병을 통해 달걀노른자를 분리해보도록 하겠습니다. 이 유리병은 힘을 가한다고 해서 부피를 줄일 수 없는데, 어떻게 달걀노른자를 분리할 수 있는 것일까요? 비밀은 이 뜨거운 물에 있습니다. 자, 유리병을 뜨거운 물에 데워주세요. 유리병을 잘 데웠다면 노른자에 가까이 대주세요.

천천히 노른자가 유리병 위로 올라오는 걸 볼 수 있죠? 손으로 꾹 눌러서 부피를 변형할 수 없는 유리병인데 달걀노른자가 들어갈 수 있는 비밀은 무엇일까요?

바로 뜨거운 물에 담가 놓았던 유리병 속 따뜻한 공기에 있습니다. 공기, 다시 말해 기체는 물질의 세 가지 상태 중 하나인데요. 열에 의해 만들어진 분자들의 운동에너지가 서로를 끌어당기는 에너지보다 훨씬 커져서 분자들이 공간 속을 자유롭게 운동하는 상태를 말합니다.

이 운동에너지를 만들어주는 대표적인 원인이 바로 열이죠. 물을 끓이면 수증기가 되는 것도 물 분자의 에너지를 증가시켜서 공간 속으로 자유롭게 운동할 수 있는 상태가 되기 때문입니다. 열을 가하면 가할수록 기체가 차지하는 부피가 커지게 됩니다. 반대로 열을 빼앗기게 되면 분자들의 운동에너지가 줄어들어 기체가 차지하는 부피가 작아집니다. 그래서 힘을 줘서 부피를 늘렸다, 줄였다 할 수 없는 유리병일지라도 온도에 따라 병 속 기체의 부피를 늘렸다 줄였다 할 수 있는 기체의 특성이 있기 때문에 달걀노른자를 쏙 빼낼 수 있는 것이랍니다.

두 번째 실험 만나볼 거에요. 우리는 만화 속에서 불을 자유자재로 다루는 캐릭터를 보곤 하는데요. 어떻게 손에 불을 붙이는 게 가능할까요? 그래서 오늘은 만화 캐릭터처럼 손에 불을 만들어볼 거예요. 그게 어떻게 가능한지 궁금하시죠?

준비물은 생각보다 간단합니다. 손을 담글 수 있을 정도의 적당한 수조와 프로페인-부테인 가스와 주방 세제! 이렇게만 준비하면 됩니다. 또 가장 중요한 라이터를 잊지 말아야겠죠?

수조에 손을 충분히 적실 수 있을 만큼의 물을 채워주신 다음에요. 주방 세제를 물에 풀어줍니다. 대략 물의 약 5분의 1 정도는 넣어줘야 기포가 잘 발생할 수 있어요.

주방 세제를 푼 수조에 프로페인-부테인 가스를 집어넣을 건데요. 방법은 간단합니다. 뚜껑을 따서 뚜껑을 누르면 가스가 나오기 때문에, 가스를 수조 안에 꽂아주면 됩니다. 그럼 이렇게 보글보글 거품이 생기는데요. 이 실험에서 가장 중요한 것은 받아놓은 수조에 손을 충분히 담가서 손을 축축하게 적셔줘야 한다는 겁니다.

자, 이제 오른손으로 거품을 떠보도록 하겠습니다. 손을 충분히 적셔준 후에 불을 붙이고….

이렇게 하나도 뜨겁지 않게 불을 손에 잡을 수 있어요. 단, 이 실험을 할 때 주의할 점이 있는데요. 손을 충분히 적시지 않는 상태에서 거품만 떠서 실험만 하면 손이 뜨거울 수 있어요. 그래서 충분히 물을 적시고 실험해주셔야 합니다. 또 주의해야 할 점은 거품을 뜬 상태에서 몸쪽 가까운 곳에 라이터로 불을 붙이면 화상을 입을 수도 있으니까 조심하셔야 합니다. 그래서 몸과 머리가 멀리 떨어져 있는 상태에서 불을 붙여주셔야 한다는 것도 꼭 잊지 마세요. 어떻게 뜨거운 가스가 손 위에서 활활 타는데 손은 다치지 않고 멀쩡할 수 있을까요?

비밀은 바로 손을 감싸고 있는 물에 있습니다. 물질은 외부에서 열을 흡수하거나 방출할 때 그 물질을 구성하고 있는 분자의 특성에 따라 약간의 차이가 나타나게 됩니다. 약간의 열에너지가 전달되더라도 금방 온도가 오르내리는 물질이 있는가 하면 비교적 많은 양의 열에너지가 전달되더라도 쉽게 온도가 오르내리지 않는 물질이 있습니다.

이러한 물질의 고유한 특성을 우리는 '비열'이라고 합니다. 사전적 의미로는 어떠한 물질을 1℃ 올리는데 필요한 에너지양을 의미합니다. 그 양이 물질마다 조금씩 다른데 물은 이러한 비열이 아주 큰 액체입니다. 그래서 외부에서 열이 공급되더라도 쉽게 열이 오르내리지 않는 특징을 가지고 있습니다. 이 때문에 손 위에서 프로필렌 가스가 활활 타오르더라도 우리의 손은 물의 비열 덕분에 안전하게 보호될 수 있는 것이죠. 그래서 실험하는 동안 계속해서 손을 충분히 적셔야 한다는 것입니다. 손을 충분히 적셔야 하는 이유, 아시겠죠?

오늘은 집에서도 간단하게 할 수 있는 흥미로운 과학실험 두 가지를 해봤는데요. 실험은 과학의 호기심을 자극하는 첫걸음인 만큼 안전하고 재미있는 실험을 통해 과학의 재미를 더 많이 느끼셨으면 좋겠습니다. 그럼 <궁금한 S>는 여기서 이만 인사드릴게요.

과학에 대한 궁금증이 있다면 언제든 ytn 사이언스 유튜브에 댓글을 남겨주세요. 이상 <궁금한 S>였습니다!
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