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끓는점차이와 밀도차이를 설명하려고 생각하다가 끓는 기름속에 물이 들어가면 튀어오르는 현상으로 설명해 보기로 했다.

뜨거운 기름에 물이 들어가면 급격하게 기름이 튀기는 것을 볼 수 있다.
이런 현상때문에 화상을 많이 입기도 한다.

뜨거운 기름에 물이 들어가면 튀는 이유는 끓는점차이와 밀도차이로 설명할 수 있다.

200도 이상의 뜨거운 기름속에 물이 들어가게 되면 물은 기름보다 밀도가 크므로
기름속으로 가라앉게 된다.
가라앉은 물은 주변의 높은 온도 때문에 순식간에 끓는점(100도)에 도달하게 되고, 급격하게 기화하게 된다.
이때 물이 수증기로 변하면서 부피가 1600배 정도 커지기 때문에 기름 밖으로 수증기가 급격하게 빠져나가면서
기름이 사방으로 튀게 된다.

이 실험자체가 위험하므로 다른 물질을 이용해서 재현해 보고 싶었다.

액체 HCFC의 끓는 점은 물보다 훨씬 낮기 때문에 (-18도 정도) 뜨거운 물속에 넣으면 순간적으로 기화하면서 기름속에 물이 튀어 오르듯이
튀어오르게 된다.

실제로 실험해 보니 기름속에 물이 튀는 것과 같은 효과가 나타나긴 하지만 큰 효과가 나타나지 않았다.
이유는 HCFC가 물보다 밀도가 작기 때문에 물속으로 가라앉지 않기 때문이었다.(물은 기름속으로 가라앉음)

그래서 마지막에 욕심을 부려서 HCFC를 물속으로 강하게 부어 인위적으로 가라앉게 하였다.

결과는 .... ?  

죽을 뻔 했다.(동영상 마지막 부분에서 확인 가능하다.)   폭발해 버렸기 때문이다.  옷 소매가 다 젖어 버렸다.
만약 기름속에 물을 떨어 뜨렸다면 손이 온통 화상을 입었을 것이다. 다행이 따뜻한 물속에 HCFC를 떨어 뜨렸기 때문에 큰 지장은
없었다. 컵도 다행이 깨지지 않았다.


다시 정리해 보면 
뜨거운 기름속에 물을 넣으면 물은 기름보다 밀도가 크고 끓는점이 낮으므로 가라앉으며 급격하게 기화되므로 많은 양의 기름이 튀어 오른다.
따뜻한 물속에 액체HCFC를 넣으면 액체HCFC는 물보다 밀도가 작고 끓는점이 낮아 안 가라앉으므로 위 실험만큼 많이 튀지는 않는다.
하지만 인위적으로 물속에 가라앉게 하면 크게 튀어 오를 수 있어 위험하다.
실험을 하게 되면 깨지지 않는 종이컵이나 플라스틱 컵을 사용하면 좋을 것 같다.

과학 전문용어로 라이덴프로스트(Leidwnfrost)현상과 비슷하다고 생각한다.

라이덴프로스트(Leidwnfrost)현상이란  난로위에 물방울이 떨어졌을때 동그랗게 모양을 유지한채 굴러 다니는 현상이다.

이는 난로위에 떨어진 물이 난로와의 접촉부분에서 순간적으로 기화되어 물이 떠 있게 되고, 기화된 수증기가 열의 전달을 막는 역할을 해서 떠있는 물은 물방울 형태로 존재하게 되는 거지요.

Posted by 민서아빠(과학사랑)