자전거 펑크 대비 CO2 카트리지 주입기(인젝터) 를 이용하여 드라이 아이스를 만드는 실험이다.
실험은 간단하다.
안경닦이 천으로 인젝터의 입구부분을 감싸고 작동시키면 이산화탄소가 나오면서 단열팽창 되어 온도가 내려가면서 드라이아이스로 바뀐다.(자료를 찾아보니 이산화탄소 카트리지 안에 압력은 약 50기압 정도 된다고 한다. 그래서 내부에 있는 이산화탄소는 아마 상온에서 액체상태로 존재하는 것으로 보인다.)
만들어진 드라이아이스는 그대로 두면 승화하면서 기체로 바뀐다.
안경닦이 천으로 인젝터의 입구부분을 감싸고 작동시키면 이산화탄소가 나오면서 단열팽창 되어 온도가 내려가면서 드라이아이스로 바뀐다.(자료를 찾아보니 이산화탄소 카트리지 안에 압력은 약 50기압 정도 된다고 한다. 그래서 내부에 있는 이산화탄소는 아마 상온에서 액체상태로 존재하는 것으로 보인다.) 만들어진 드라이아이스는 그대로 두면 승화하면서 기체로 바뀐다.
예전에 박상대 선생님이 연수에서 휘핑기(탄산수 제조기)를 이용하여 드라이아이스 만드는 걸 보여주신 적이 있다. 그 이후 학교에 휘핑기를 사서 학생들에게 보여주곤 했는데 휘핑기는 크기도 크고 가격도 비싸서 조금 더 간편한 것을 찾아보게 되었다.
그래서 찾아낸 것이 자전거에 바람을 넣는 Zefal 인젝터다. 16g 이산화탄소 카트리지를 장착하고 나사를 돌리면 이산화탄소가 자전거 바퀴에 주입되는 장치이다.
무엇보다 크기가 작아서 좋다. (잘못하면 금방 잃어 버릴까봐 걱정이다.)
그리고 이산화탄소 카트리지가 휘핑기에 들어가는 것보다 커서 드라이아이스를 많이 만들 수 있다.
사용법도 간단해서 자전거 연결 부분은 분리하고 이산화탄소 카트리지 연결부분만 이용하면 된다.(자전거 연결부분을 분리 하지 않으면 이산화탄소가 천천히 나온다. 그럼 드라이아이스가 잘 만들어지지 않는다) 단 상태변화가 일어날때 온도가 많이 떨어지므로 장갑을 끼고 하는 것이 좋다. 안 그러면 동상에 걸릴수도 있다.
일주일 정도 이곳 저곳 서핑을 통해 마음에 드는 재품 구매를 끝내고, 드디어 오늘 실험을 했다.
<추가>
수업시간에 에어컨의 원리에 대한 설명을 했다.
이산화탄소 카트리지를 터뜨리면 이산화탄소액체가 기체로 기화하면서 기화열을 흡수해서 주변이 시원해 진다. 그럼 빈 이산화탄소 카트리지를 선생님이 교실 밖으로 가지고 나가 다시 압력을 가해 이산화탄소기체를 액체로 액화시킨 후 교실로 가지고 온다. 그럼 다시 교실에서 기화시켜서 교실을 시원하게 만든다. 이걸 계속 반복하면 교실안의 온도는 내려가고 교실은 시원해 질 것이다.
그런데 이걸 선생님이 하려니 너무 힘들어서 전기를 사용한다. 전기를 이용하여 에어컨 안에 있는 냉매를 교실안에서 기화시켜 기화열을 흡수해서 시원하게 하고 기체가 된 냉매는 관을 따라 교실밖 실외기로 보내면 실외기에서 기체 냉매를 압축시켜 액체로 만들면서 액화열을 방출하고 액체가 된 냉매는 다시 교실안으로 이동시켜 기화시키면서 교실안을 시원하게 만든다.
선생님이 하던 일을 전기를 이용한 에어컨이 한다고 생각하면 된다. 끝.
<추가>
몇천원 주고 샀던 제품인데 최근에 제품이 나오지 않는 듯 하다. 다른 제품은 가격이 많이 비싸다. 잘 검색해서 적당한 가격의 제품을 구매하시길... 그리고 이산화탄소가 짧은시간에 배출되는 제품이어야 한다. 천천히 나오면 차가워 지는 것은 볼 수 있지만 극적인 변화를 볼 수 없다.
또 밀폐된 좁은 공간에서 실험을 하면 이산화탄소양이 많아져 머리가 아플 수 있다. 실험중간이나, 실험 후 환기를 잘 하도록 하자.
이산화탄소 카트리지로 이산화탄소 밀도 측정하는 실험은 아래 링크 참고
이산화탄소 카트리지 이용한 이산화탄소 밀도 측정
이산화탄소카트리지를 이용하여 이산화탄소 밀도를 측정해 보았다. 밀도측정 실험을 하기 위해 풍선입구에 들어갈 수 있는 가장 작은 자전거 펑크 대비 CO2 카트리지 주입기(인젝터)를 구입했다
sciencelove.com
