설탕도 폭발한다
설탕도 폭발한다
  • 김차식 기자
  • 승인 2020.03.25 23:41
  • 댓글 1
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-설탕은 탄소, 수소, 산소로 불에 탈 수 있는 물질로 구성되어 있다.
-설탕을 곱게 갈아서 공기 중에 퍼뜨리면 산소와의 접촉 면적이 넓어져서 전기적 스파크나 불을 가져가면 폭발할 수 있다.
곱게 빻은 설탕의 미세한 입자들이 분사되면서 공기 중에 폭발하는 사진이다. KBS2
곱게 빻은 설탕의 미세한 입자들이 분사되면서 공기 중에 폭발하고 있다. KBS2 TV 캡처

영화 ‘조선명탐정: 각시투구꽃의 비밀’은 조선을 뒤흔든 거대한 스캔들을 다룬 최초의 탐정극이다. 작품 속에서 주인공이 곡물 가루가 든 자루를 가득 터뜨려 분진을 창고에 퍼뜨린 다음 불씨를 던져 폭발이 일어나도록 한 뒤 탈출하는 장면이 있다.

설탕에 불을 붙여도 터지지 않는 사진이다. KBS2
그냥 설탕에는 불을 붙여도 터지지 않는다. KBS2 TV 캡처

식생활에 없어서는 안 될 생활 필수품이 설탕이다. 설탕에 심지를 연결하여 불을 붙여 본다. 설탕이 폭탄처럼 폭발(爆發)할 것인가? 설탕은 터지지 않는다. 직접 불을 갖다 대어도 터지지는 않는다.

그런데 설탕도 폭발하며 터질 수 있다! 그냥 불을 붙인다고 터지는 것이 아니다. 설탕을 폭발시키려면 아주 곱게 빻아서 공기 중에 퍼뜨리면 된다.

분진은 가연성 고체를 세분화한 것으로 부유 입자(0.1μm~10μm)가 대단히 작아 공기 중에 분산이나 현탁(懸濁)되어 있는 상태를 말한다.

곱게 빻은 설탕이 촛불에 의해 공기 중에 터지는 원리 사진이다. KBS2
곱게 빻은 설탕이 촛불에 의해 공기 중에서 폭발하는 원리를 보여주는 사진이다. KBS2 TV 캡처

실험

1. 곱게 빻은 미세한 설탕을 깔때기에 넣는다.

2. 깔때기 안에 촛불을 켠다.

3. 깔때기에 바람을 불어 넣어서 설탕 분말을 공기 중에 분사한다.

4. 설탕이 불꽃을 내면서 터진다.

설탕이 폭발하는 이유는 무엇일까? 설탕은 탄소, 수소, 산소 등 불에 탈 수 있는 물질로 구성되어 있다. 곱게 갈아서 공기 중에 퍼뜨리면 산소와의 접촉 면적이 넓어져서 폭발할 수 있다.

곱게 빻은 설탕의 미세한 입자들이 분사되면 산소와 접촉 면적이 증가되기 때문에 더욱 큰 불꽃을 볼 수 있다.

옥수수가루가 분진 폭발하는 사진이다. KBS2
옥수수가루 분진이 폭발하고 있다. KBS2 TV 캡처

그렇다면 옥수수가루는 어떻게 될까? 곡물저장고나 탄광에서 미세한 입자가 정전기 등으로 인하여 폭발하는 것을 본 적이 있을 것이다. 분진폭발 혹은 먼지폭발이다.

미세한 가루를 공기 중에 퍼뜨려서 산소와 접촉 면적을 크게 한 후 전기적 스파크나 불을 가져가면 폭발하게 된다. 반응속도가 굉장히 빨라지기 때문이다.

밀가루 공장, 석탄 공장, 목공소(톱밥 가루), 집진기(먼지) 등에서도 이런 원리로 폭발이 종종 일어난다. 다만 습도가 높거나 산소가 부족한 곳, 밀폐 상태가 아니어서 분진의 농도가 낮은 경우에는 연쇄 연소가 발생하지 않는다.

집에서 절대 따라하지 마십시오!


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김교환 2020-03-27 15:32:50
신비한 과학의 세상을 잘 보고 있어요 .