직접 병으로 만드는 오줌싸개 인형(샤를의 법칙)

집에서 자녀와 함께 5분만에 하는 과학 실험

샤를의 법칙을 증명할 때 자주 사용하는 오줌싸게 인형을 직접 만들어 보면 어떨까 하는 생각을 했다. 그래서 병을 이용해서 오줌싸게 인형을 만들어 보았다.
생수병은 뜨거운 물을 부으면 녹아서 찌그러든다. 그래서 탄산수병을 사용했다.

일단 동영상을 보자.

https://youtu.be/pIsh-S3t3os

 

방법은 간단한다.

병을 깨끗하게 씻고 아래쪽에 날카로운 송곳으로 작은 구멍을 뚧는다.

그리고 찬물을 구멍이 충분히 잠기도록 붓고 뚜껑을 닫는다. 그럼 준비 끝.

이제 뜨거운 물을 병에다 부어주면 된다. 그럼 병안에 들어있는 공기가 샤를의 법칙에 의해 팽창하게 되고 팽창한 공기는 구멍을 통해 물을 병 밖으로 밀어내게 된다.

플라스틱병이라 전도가 잘 되지 않아 잘 안될 줄 알 았는데 생각보다 상당히 잘 된다.

 

성공을 했다면 다음과 같은 실험도 해보자.

1. 병속의 물의 양에 따라 물이 나가는 거리나 시간을 비교해 보자.
 -병속에 공기가 많을 수록 더 많이 팽창되므로 물도 멀리 나가고 물이 나가는 시간도 길어진다.

2. 구멍의 크기에 따라 물이 나가는 것이 어떻게 달라지는지 비교해 보자.

3. 병의 크기도 상관이 있는지 비교해 보자.

4. 다양한 재질로 만들어 비교해 보자.
(공기의 양에 따라 물이 나가는 양이 달라지므로 ,다른 재질로 비교해 볼때는 병이나 캔안에 물을 가득 채우고 일정한 양의 물(2컵)을 따라내서 각자의 오줌싸개인형안에 들어있는 공기의 양을 똑같게 맞춰줘야 한다.)

<추가실험>

1. 실제 오줌싸게 인형은 뚜껑이 없다. 처음부터 뚜껑이 닫힌 상태에서 병안에 물을 넣을 수 있는 방법을 생각해 보자.

뚜껑이 닫힌 병을 뜨거운 물에 넣었다가 찬물에 넣으면 된다. 그럼 팽창했던 공기의 부피가 줄어들면서 구멍을 통해 물이 들어오게 된다. 단 구멍이 작으면 물이 들어오는데 오래 걸리고, 재질이 알루미늄캔 처럼 부드러운 경우에는 찌그러지기도 한다.

2. 뚜껑있는 캔커피는 재질이 금속이라 열 전도가 잘 되 플라스틱보다 더 잘 된다. 하지만 물이 얼만큼 들어갔는지 확인이 불가능하다.

3. 일반 캔커피는 캔 옆 위쪽에 송곳으로 큰 구멍을 뚧고 아래쪽에 작은 구멍을 뚫어 커피를 다 빼낸 후 위쪽 큰 구멍을 알루미늄테이프로 막으면 된다. 그럼 오줌싸게 인형과 가장 비슷한 모양이 된다.

<추가 아이디어>
1. 뚜껑이 닫힌 빈병 안에 누가 물을 더 많이 넣는지 시합해 보자. (캔 처럼 불투명한 경우는 무게를 재보면 알 수 있다)
2. 물이 누가 더 멀리 나가는지 시합해 보자.
3. 각자 오줌싸게 인형을 만들고 스토리를 만들고 창의성을 발휘애 캔을 잘 꾸며 전시해 보자.
(예:자동으로 발사되는 물총, 로마에 있는 분수대 등등)

4. 각자가 만든 캔 오줌싸개 인형을 탑처럼 쌓아서 위에서 뜨거운 물을 부어 모두 동시에 물이 나가게 해 보자.

축제때 사용해 볼 생각으로 투약병으로도 만들어 보았는데 역시 크기가 작으니 물이 나가는 시간도 짧다. ^^
 

시중에서 판매하는 오줌싸개 인형 관련 내용

http://sciencelove.com/990

오줌싸개인형(샤를의 법칙)