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드라이아이스로 풍선을 불어보자|
준비물 |
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실험과 관찰 |
1. 드라이아이스 몇 조각을 병에 넣는다. 2. 풍선으로 병의 입구를 씌운다. 3. 병을 세워놓고 풍선의 변화를 관찰한다. |
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왜 그럴까요? |
이산화탄소는 우리가 살고있는 1기압, 20°C 근처에서는 항상 기체입니다. 그래서 '이산화탄소' 하면 우리는 기체를 떠올리는 것이구요.
그런데 이산화탄소 기체를 가두어 놓고 온도를 -78.1°C 아래로 낮추어 주면 이산화탄소가 고체로 변하는데 이것이 바로 드라이아이스라고 하는 것입니다. 그러니까 이산화탄소는 1기압 근처에서 액체를 거치지 않고 고체에서 바로 기체로, 기체에서 고체로 변하는 물질입니다. 고체에서 기체로, 또는 기체에서 고체로 변하는 상태변화를 승화라고 합니다.
병의 입구를 막아놓은 풍선이 부푼 것은 고체인 드라이아이스가 승화하여 기체가 되었기 때문입니다.
기체는 같은 질량의 고체, 액체에 비해 부피가 아주 큽니다.(물의 경우 1기압에서 액체가 기체로 변하면 약 2,000배로 부피가 커집니다.) 또한 기체는 자신이 담겨있는 용기 전체로 퍼져나갑니다. 풍선처럼 부피가 변할 수 있는 그릇은 풍선 안의 압력이 외부의 압력(이 경우 대기압)과 같아질 때가지 커집니다.
(* 풍선 안의 압력= 기체에 의한 압력 + 풍선의 장력: 여기서는 장력에 대해서 다루지 않겠습니다.)
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