쇠 수저는 드라이아이스를 만나면, 구슬피 운다?
쇠 수저는 드라이아이스를 만나면, 구슬피 운다?
  • 김차식 기자
  • 승인 2020.09.24 10:00
  • 댓글 0
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쇠 수저를 올려놓게 되면 밑에 있는 드라이아이스가 빠르게 승화
수저를 들어 올리게 되어 덜그럭 거리는 소리로 울게 됨
드라이아이스 위의 쇠 수저와 닿으면 자명종 소리를 내는 사진이다. KBS2 TV 캡처
드라이아이스 위에 쇠숟가락이 닿으면 자명종 소리를 낸다. KBS2 TV 캡처

드라이아이스를 이용한 실험은 매우 재미가 있어 과학에 대한 흥미를 유발하기에 좋은 소재로 이용되어 왔다. 특히 여름철 시원하게 진행할 수 있어 인기 만점이다.

각종 공연에서 많이 쓰이는 드라이아이스(고체 형태의 이산화탄소: CO2)이다. 드라이아이스와 수저 사이에 특별한 궁합이 있다? 어떤 궁합을 말하는지 궁금하여 확인해보았다.

쇠수저가 드라이아이스를 만나면 정말로 소리를 낼 수 있을까?

드라이아이스 위에 쇠수저가 닿으니 시계의 자명종 소리를 낸다. 서로 접촉할 때만 운다.

수저보다 큰 쇠주걱은 어떠할까?

역시 소리를 낸다. 쇠주걱이 드라이아이스에 닿는 부위에 따라 다른 소리를 낸다.

소리를 내는 이유는?

드라이아이스 위에 쇠수저를 올려놓게 되면 밑에 있는 드라이아이스가 빠르게 기체로 승화하면서 수저를 들어 올리게 되어서 달그락거리는 소리가 난다.

고체인 드라이아이스와 고체인 금속이 접촉하고 있는 그 좁은 접촉면에 작은 부피이지만, 부피 증가가 일어나게 되어 맞닿고 있는 두 물체를 조금이나마 떼어놓게 된다. 기체가 나와 압력이 낮아지면 두 물체는 다시 맞닿게 되고 맞닿으면 또 금속에게서 열을 전달받아 접촉면이 녹기 시작한다. 이 벌어진 틈으로 기체가 빠져나가게 된다. 빠른 열전도로 인해 드라이아이스가 승화하면서 순간적으로 금속 숟가락을 들어 올린다.

이 과정이 계속 되풀이되면서 수저는 드라이아이스와 닿았다 떨어졌다 하면서 진동하게 된다. 매우 빠르게 일어나는 과정이기 때문에 발생되는 소리도 매우 높은 주파수를 가지게 된다. 이와 같은 움직임을 빠른 속도로 반복하면서 부딪히기 때문에 구슬피 소리를 내는 것이다. 드라이아이스는 1기압에서는 액체로 변하지 않고 바로 기체로 승화되기 때문에 부피가 폭발적으로 늘어난다.

플라스틱 숟가락이나 나무젓가락을 올려놓으면 소리가 나지 않는다.

이는 금속과 비금속의 열전도 차이 때문에 생기는 현상이다. 드라이아이스의 온도는 영하 78도로 실온에 있던 숟가락과의 온도차가 약 100도나 된다.

드라이아이스 위에 쇠 수저외도 쇠그릇을 올려 두면은 마치 오케스트라처럼 합주 소리를 내는 사진이다. KBS2 TV 캡처
드라이아이스 위에 쇠수저 외에도 쇠그릇을 올려두면 마치 오케스트라처럼 합주 소리를 낸다. KBS2 TV 캡처

냄비에 물을 넣고 끊일 때 냄비의 뚜껑이 덜그럭거리는 현상도 이와 같다. 드라이아이스의 빠른 기화가 소리의 원인이다. 쇠수저 외도 쇠그릇을 올려두면 마치 오케스트라처럼 합주음도 낸다. 이처럼 드라이아이스 위에 수저를 올려놓으면 떨리는 소리를 들을 수 있다.

Fun! Fun! Dryice


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