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뭉게뭉게 하늘로! 비눗방울 속에 내 꿈을 담아 날려볼까?
작성자하이브파트너스 조회수1,270 등록일2021-12-03KRICT 화학놀이터
뭉게뭉게 하늘로!
비눗방울 속에 내 꿈을 담아 날려볼까?
시원한 음료수와 함께 공원 나들이를 하고 싶은 요즘입니다.
마스크도 잘 쓰고, 거리두기도 유지하면서 공원 내에서 무엇을 하면 좋을까요?
친구들과 자전거도 타고 잠시 쉬면서 비눗방울 불어보면서
어린이가 되어 보는 것도 재밌을 것 같아요.
이번 주말에 공원에 가지고 나갈 비눗방울을 함께 만들어볼까요?
비눗방울을 만드는 재료! 물, 주방세제, 글리세린을 각각 2:1:1 정도로 준비해 주세요. 비율이 꼭 정확할 필요는 없어요. 글리세린 대신 설탕이나 올리고당으로 해도 좋아요. 거품이 많이 생기지 않게 살살 섞어 주면 돼요. 다만, 설탕이나 올리고당의 경우 놀이 후 끈적임이 남을 수 있다는 것만 주의해 주세요.
비눗방울을 만들었다면 이제 불어줄 도구를 만들어야 겠지요? 집에 빨대가 있다면 빨대 끝을 조금 잘라서 꺾어서만들 수 있어요. 커다란 비눗방울을 만들려면 옷걸이를 이용할 수 있습니다. 옷걸이의 모양을 잡은 후 털실로 감아주면 돼요. 아니면 빨대와 실을 이용할 수도 있어요.
비눗방울에 담긴 과학은 무엇일까요?
아마도 표면장력이라는 말을 들어보셨을 거에요. 액체의 내부에 존재하는 분자(ㄴ)들은 주위의 분자들로부터 힘을 받고 있지만, 표면에 위치한 분자(ㄱ)는 액체의 바깥쪽으로 부터 작용하는 힘이 없기 때문에 액체의 내부 방향으로 힘을 받게 됩니다. 다시 말하면, 표면의 분자들은 내부의 분자에 비해 큰 자유에너지를 가지게 되어 액체는 될 수 있는 대로 적은 표면적을 가지려는 경향을 보입니다. 물방울을 떨어뜨리면 구형이 되는 것도 물방울의 표면장력을 최소화하기 위해, 표면적이 제일 작은 입체 도형인 구를 만드려는 경향으로 이해할 수 있어요.
간단히 정리하면, 표면장력은 분자간의 인력으로 인해 액체의 표면에 생기는 응집력이라 할 수 있습니다. 공기 중 비눗방울은 표면에너지를 줄이기 위해 거의 완벽한 구의 모양을 띄게 되지요. 별 모양의 비눗방울을 만들고 싶어서 도구를 별 모양으로 만들어도 비눗방울을 불면 동그란 모양으로 되는 것을 보면 알 수 있어요. 순수한 물만으로 방울을 만들 수 있을까요? 순수한 물에 공기를 불어넣으면 서로 인력이 강한 물 분자들은 공기가 들어가 넓어지는 면적을 줄이려 하므로 물로 만든 공기방울이 터지게 됩니다.
비눗방울은 왜 바로 터지지 않을까요? 비눗방울에 들어 있는 계면활성제가 물 분자가 서로 잡아당기는 것을 방해하여 표면장력을 줄이고 막을 잘 유지시켜 주기 때문입니다. 세제가 물에 녹아 계면활성제 분자가 물 분자 사이에 끼어 들어가면 비누의 계면 활성제 분자는 물 분자와 결합해서 물 분자 간 작용하는 인력을 줄여주고 방울의 표면을 튼튼하게 만들어 주지요.
물에 주방세제를 첨가하면 표면장력을 강하게 하는 것이 아니라, 약하게 하여 방울을 유지하게 하는 것이지요. 여기에 글리세린이나 설탕, 올리고당 등을 넣으면 물이 쉽게 증발하지 못하니까 비눗방울을 더 오래 유지할 수 있는 것이랍니다. 튼튼한 비눗방울을 만들기 위한 풀의 역할을 하는 것이 글리세린이라고 할 수 있겠지요. 습도가 높으면 물이 잘 증발하지 않으니 비가 온 직후에 더 잘 만들어질거에요.
비눗방울 놀이를 하다보면 궁금한 것이 하나 더 있을거에요. 비눗방울의 색깔은 비눗물과 달리 알록달록하게 보여요. 이것은 비눗방울 표면에 도달한 빛이 반사되고 굴절되면서 나타나는 현상입니다. 비눗방울 표면에서 일부는 반사되고 나머지는 굴절되어 막으로 들어가면서 표면과 내부에서 반사된 빛이 간섭 현상을 일으켜서 무지개색으로 보이는 것이지요. 방울의 두께가 일정하지 않으니 같은 비누용액을 사용하더라도 다양한 색이 만들어지게 되지요. 비눗방울 안에서는 빛의 과학도 볼 수 있답니다.
그럼, 비눗방울에 대한 공부도 해보았으니 이번 주말에는 공원으로 나가볼까요? 기왕이면 어떤 배합으로 했을 때 커다란 비눗방울을 잘 만들 수 있을지 탐구해보면 더욱 즐거운 시간이 될 거에요.