소리내는 병

차근 차근 따라해봅시다.

왜 그럴까 생각해봅시다.

병을 냉장고에 넣어 두면 온도는 약 섭씨 4도 정도 이지요. 그리고 병 안의 공기의 압력은 대기압, 즉 약 1기압 정도이지요.(얼린 병은 병 안의 압력과 바깥의 압력이 항상 같지요.)

이제 병을 꺼내 입구에 물을 바르고 동전을 올려 놓습니다. 입구에 물을 바른 이유는 입구와 동전 사이에 틈이 없도록하여 공기가 새어나가지 못하게 하려는 것입니다.

이제 손으로 병을 감싸 따뜻하게 하면 병안의 공기가 데워집니다. 그러면 분자들이 더 활발하게 움직이게 되고 따라서 압력이 1기압보다 더 커지지요.
이 압력이 기압과 동전의 무게에 의한 압력의 합 이상으로 커지면 동전을 들어 올립니다.

이렇게 동전이 올라가면 병은 열린 것이 되고 분자들이 병에서 도망가서 다시 병 안의 기압이 1기압으로 낮아집니다.
동전을 손으로 받쳤다가 손을 치우면 어떻게 되지요? 바닥에 눕지요.

왜 그럴까요?
지구 중력이 동전을 아래로 잡아당기기 때문이지요. 손가락이 중력보다 큰 힘으로 밀어 줄때엔 서있다가 받쳐주는 힘이 없어지면 중력만 남으니까 아래로 쓰러지지요.
병 안쪽의 압력이 바깥과 같이 1기압이 되면 바로 손가락을 치운 것과 같은 상황이 되지요.

다시 처음과 같이 되었지요. 손으로 감싸서 계속 병안의 공기를 따뜻하게 하면 다시 병안의 압력이 커지고 또 동전이 들리겠지요.
그러면 기체 분자들이 빠져 나가고 다시 1기압으로 돌아오면서 동전을 다시 내려오지요.