[과학 감수] 왜 터져 나올까? 공차 음료가 넘치지 않는 과학의 비법 | ZIP(니혼TV)
과학 트레이너 구와코 켄입니다. 매일매일이 실험!
컵을 꽉 쥐고 빨대를 푹! 그 순간, 음료가 얼굴을 향해 뿜어져 나온 경험, 한 번쯤 있으시죠? 사실 이 ‘음료 폭발 사건’의 범인은 컵 속에 살짝 남아 있는 공기랍니다.
11/4(수)에 방송된 ZIP(니혼TV)의 코너 ‘짜증 해소 파일 6연발 공차 음료 넘치지 않는 기술’의 과학 감수를 맡았습니다. ZIP에는 예전에 한 번 출연한 적이 있어요.
빨대를 꽂았더니 음료가 뿜어져 나오는, 그 짜증나는 순간
공차 같은 곳에서 파는, 컵에 밀봉된 음료 있죠? 굵은 빨대를 윗부분의 알루미늄 막에 푹 찔러서 마시는 타입인데요, 이때 음료가 넘치거나 속에서 확 뿜어져 나온 적 없으신가요?
비법은 ‘잡지 말고, 위에서 수직으로, 재빠르게’
이럴 때 쓸 수 있는 방법이 바로, 컵을 아래에 내려놓고 손으로 잡지 않은 채 빨대를 위에서 수직으로 푹 꽂는 거예요. 이런 꿀팁이 있는데, 왜 이렇게 하면 음료가 뿜어져 나오지 않을까요? 그 이유를 ZIP에서 감수했습니다.
범인은 컵 속의 ‘약간의 공기’
비밀은 컵 안에 살짝 들어 있는 공기에 있습니다. 컵을 꽉 쥐면 음료(액체)는 거의 찌그러지지 않지만, 안에 있는 공기는 눌려서 압력이 높아져요. 공기 같은 기체는 누르면 부피가 줄어들고, 그만큼 압력이 올라가는 성질이 있거든요. 이것을 ‘보일의 법칙’이라고 합니다.
게다가 빨대를 꽂을 때 뚜껑이 움푹 들어가면, 안의 공기는 더 좁은 공간에 갇히게 되어 압력이 한층 더 커집니다.
그 결과, 빨대가 뚫려 안과 밖이 연결되는 순간 바깥 기압(대기압)보다 안쪽 공기의 압력이 더 높기 때문에, 그 차이로 음료가 빨대를 타고 밀려 올라와 뿜어져 나오는 거예요.
그러니까 컵은 내려놓고 재빠르게 꽂자!
그래서 이 꿀팁처럼 컵을 잡지 않고 내려놓은 채 재빠르게 빨대를 꽂으면, 용기나 뚜껑이 변형되는 걸 최대한 막을 수 있다는 것이 포인트입니다. 안의 공기가 눌리지 않으면 내부 압력이 바깥과 거의 같게 유지되기 때문에, 음료를 밀어내는 힘도 생기지 않아요.
사실 이와 비슷한 현상은 우리 일상 곳곳에서 볼 수 있어요. 예를 들어 봉지 과자를 높은 산에 가져가면 빵빵하게 부풀어 오르죠. 산 위에서는 바깥 기압이 낮아져서 봉지 속 공기가 밖으로 퍼지려고 하기 때문이에요. 반대로 페트병을 세게 쥔 채 뚜껑을 열면 내용물이 튀어나오기 쉬운 것도 같은 원리랍니다.
‘공기는 눈에 보이지 않지만, 분명히 압력을 가지고 있다.’ 음료 컵 하나로 이렇게 중요한 사실을 직접 확인해 볼 수 있다니 신기하죠?
직접 해 봐요!
다음에 이런 타입의 컵 음료를 마실 때는 꼭 아래 순서대로 해 보세요.
1. 컵을 책상 위에 올려놓는다(손으로 잡지 않기)
2. 빨대를 바로 위로 향하게 한다
3. 망설이지 말고, 재빠르게 수직으로 푹 꽂는다
힘을 너무 주지 않고, 컵의 모양을 바꾸지 않는 것이 포인트예요. 친구나 가족과 ‘쥐고 꽂기’와 ‘놓고 꽂기’를 비교해 보면 공기 압력의 신기함을 더 잘 느낄 수 있을 거예요.
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