간식이 화산으로!? 멘토스와 콜라로 폭발의 과학을 밝혀보자!
사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일이 실험이죠.
‘화산 폭발’이라고 하면 왠지 멀게 느껴지는 이야기 같지만, 사실 우리 주변의 흔한 물건으로 그 축소판을 안전하게 재현할 수 있습니다. 이번에 쓸 재료는 놀랍게도 과자「멘토스」와 음료수「콜라」. 간식 시간의 단골손님이 순식간에 과학 실험의 주인공으로 변신합니다. 왜 이 둘이 만나면 그 격렬한 현상이 일어나는 걸까요? 그리고 그게 왜 ‘화산’과 관련이 있는 걸까요?
자, 책상 위에서 벌어지는 작은 대폭발, 그 비밀을 파헤치는 여행을 떠나볼까요!
준비는 정말 간단해요!
이번 예비 실험에 준비한 건, 정말 이게 전부예요.
페트병 콜라 300ml
멘토스 1개
단 이것만으로 책상 위에 작은 화산을 만들 수 있습니다. 이번에는300ml의 작은 페트병을 사용했는데, 이것이 「안전한 관찰」로 이어진 중요한 포인트였습니다. 양이 적어 분출되는 힘이나 양을 비교적 쉽게 조절할 수 있어, 실내에서도 현상을 차분하게 관찰할 수 있었습니다. （※500ml나 1.5L로 실험할 때는 반드시 실외의 넓은 장소에서 진행하세요!）
멘토스가 화산의 스위치! 폭발 메커니즘
멘토스는 콜라 바닥으로 가라앉으면서, 지나가는 길에 끊임없이 거품을 만듭니다. 이「아래에서부터 끊임없이 에너지(거품)가 솟아나 액체를 밀어 올리는」모습이, 지하 마그마 방에서 가스와 함께 마그마가 상승하는 실제 화산의 모습과 무척 닮아 있습니다.
콜라 속에는,「이산화탄소(CO2)」라는 기체가 높은 압력을 받아 억지로 액체에 녹아 있습니다. 이는 지하 깊은 마그마 방에서 높은 압력에 의해수증기(H2O)나 가스가 마그마에 녹아 있는 상태와 똑같습니다. 평소에는 조용히 있지만, 어떤 계기가 생기면 한순간에 밖으로 뛰쳐나가려 합니다.
그리고, 그「계기」를 만드는 것이 바로「멘토스」なんです! 멘토스의 표면을 자세히 살펴보면(돋보기 등이 있다면 최고입니다!), 사실 매끈한 것이 아니라 눈에 보이지 않을 정도로 작은 요철(울퉁불퉁한 부분)이 아주 많습니다. 이 요철이, 콜라에 녹아 있던 이산화탄소가 모이는 최고의「발판」이 됩니다. 이 무수한「발판」위에서, 액체에 녹아 있던 이산화탄소가 순식간에 기체(거품)로 변신합니다. 그것이 폭발적으로 늘어나면서 갈 곳을 잃은 콜라(액체)를 한 번에 밀어 올리는 것입니다. 이것이 바로 멘토스 콜라 폭발의 정체입니다!
이번 실험에서는, 300ml 콜라에 멘토스 1개였기 때문인지, 비교적 느리고 온화하게 분출되었습니다. 이는 실제 화산으로 치면, 점성이 적은(묽은) 용암이 조용히 흘러나오는 형태의 분화(하와이 킬라우에아 화산 등)와 비슷합니다.
만약, 더 격렬한 폭발을 보고 싶다면 어떻게 해야 할까요? 어쩌면, 멘토스의 개수를 늘리거나, 콜라의 온도를 올리거나(※너무 많이 데우지 않도록 주의!), 또는 콜라의 종류(다이어트 콜라는 당분이 달라서 결과가 달라진다고도 합니다)를 바꾸면 결과가 달라질 수도 있겠죠?
여러분도, 꼭 안전한 장소에서 보호자와 함께 시도해 보세요. 그리고 왜 그렇게 되는지를 생각해 보면, 평소 즐기던 간식이 훨씬 더 흥미롭게 보일 거예요! 더 화려하게 실험해 보고 싶다면, 이 방법도 추천합니다. 멘토스를 사용하지 않고 실외에서 진행하는 방식입니다.
저자 소개 및 문의
과학의 신기하고 재미있는 점을 더 가까이에서! 집에서 할 수 있는 재미있는 과학 실험과 그 비법을 알기 쉽게 정리했습니다. 이것저것 검색해 보세요!
・「과학 네타장」의 내용이 책으로 출판되었습니다. 자세한 내용은여기 ・운영자 쿠와코 켄에 대해서는여기 ・각종 의뢰(집필・강연・실험 교실・TV 자문・출연 등)는여기 ・기사 업데이트 정보는X에서 배포 중!
과학 네타 채널에서 실험 영상을 공개 중!
３月のイチオシ実験！
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