드라이 아이스 로켓

[고시레]

드라이 아이스 로켓

  아이스크림을 시원하게 보관해주는 드라이 아이스와 필름통을 이용해 로켓을 만들어보자. 로켓을 더 멀리, 더 높이 날리기 위해서는 어떻게 해야 할까.

■ 준비물

드라이 아이스, 필름통, 하드보드지, 송곳, 못, 물, 우유팩, 스카치테이프, 책, 가위, 물, 핀셋, 줄자.

■ 실험방법

 ① 우유팩을 잘라 로켓의 머리 부분과 몸통의 날개 부분을 만든다.

② 만들어진 로켓의 머리 부분과 날개 부분을 필름통에 붙인다.

③ 빨대를 잘라 로켓 몸통에 붙인다.

④ 하드보드지에 송곳으로 구멍을 뚫고 못을 끼운다.

⑤ 못에 스카치테이프를 붙여 하드보드지에 고정시킨다.

⑥ 책이나 필름 상자 등을 받쳐 발사 각도를 조절한다.

⑦ 핀셋을 이용해 필름통 속에 드라이 아이스를 넣는다.

⑧ 필름통 속에 물을 조금 넣은 후 재빨리 뚜껑을 닫는다.

⑨ 필름통 옆에 붙어있는 빨대를 발사대 못에 끼운다.

⑩ 발사될 때까지 기다린다.

⑪ 발사 후 날아간 거리를 줄자를 이용해 측정한다.

⑫ 발사대의 각도, 물의 양, 드라이 아이스의 양을 달리해 로켓이 가장 멀리 날아가는 조건을 구한다.

 ■ 나만의 실험파일

1. 드라이 아이스는 아이스크림을 전문적으로 판매하는 곳에서 아이스크림을 구입하면 얻을 수 있다.

2. 드라이 아이스는 이산화탄소를 압축해 냉각한 것이다. 기체 이산화탄소를 압축해 액체로 만든 후, 작은 구멍을 통해 뿜어내면서 갑자기 팽창시키면 일부는 기체로 되고, 일부는 눈과 같은 결정이 된다. 이 결정들을 압축하면 고체 이산화탄소, 즉 드라이 아이스가 된다. 냉각된 드라이 아이스의 온도는 -78℃에서 -80℃정도다. 따라서 맨손으로 만지면 위험하므로 드라이 아이스를 다룰 때는 손에 면장갑을 끼거나 핀셋을 사용해야 한다. 드라이 아이스는 고체에서 직접 기체로 승화하는 성질이 있다. 이때 주위로부터 열을 흡수하므로 주위의 온도가 급속도로 내려간다. 냉동제로 쓰이는 이유다.

3. 필름통은 사진 현상소에서 쉽게 얻을 수 있다. 가능한 뚜껑이 필름통 안으로 들어가는 것이 좋다.

4. 드라이 아이스에 물을 넣으면 물로부터 에너지를 흡수해 승화가 빨리 일어난다. 하지만 물을 너무 많이 넣으면 주변의 물이 얼어버린다. 그러면 얼음 때문에 승화 속도가 느려져 발사가 안되거나 발사되는 데 걸리는 시간이 길어질 수 있다.

 ■ 왜 그럴까?

물질은 일반적으로 고체에서 액체를 거쳐 기체로 변하거나, 반대로 기체에서 액체를 거쳐 고체로 상태가 변한다. 하지만 드라이 아이스처럼 기체에서 직접 고체로, 또는 고체에서 바로 기체로 변하는 승화성 물질도 있다. 이러한 승화 현상은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는데, 옷장 속의 나프탈렌이 점점 작아지거나 겨울철 유리창에 성에가 끼는 현상 등이 예다.

분자는 열을 받으면 부피가 커진다. 고체 이산화탄소가 승화하면 필름통 속에는 넓은 부피를 차지하는 기체 이산화탄소가 가득찬다. 시간이 지나면서 필름통 속 이산화탄소의 부피가 증가하면 이산화탄소가 필름통 벽면에 가하는 압력이 커진다. 그러면 ꡐ뻥ꡑ소리와 함께 뚜껑을 강하게 밀어내면서 로켓이 발사된다.

드라이아이스로켓.hwp