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영화 ‘덤 앤 더머’(dumb & dumber)를 보면 바보같은 주인공이 스키 리프트를 타고 올라가다가 꽁꽁 얼어버린 리프트 손잡이에 혀를 댔다가 붙어버리는 장면이 나온다.
그리고 우리는 영화 뿐만 아니라 실생활에서도 종종 급속히 냉각된 물질에 신체의 일부분이 붙어버리는 현상을 목격하거나 불행히도 직접 경험하기도 한다. 이런 현상을 일으키는 물질로 대표적인 것이 바로 ‘드라이아이스’. 무대연출이나 냉동식품을 보관하는 등 실생활에서 다양하게 쓰이는 드라이아이스는 인류가 인위적으로 만든 물질이다.
나프탈렌과 함께 고체상태에서 열을 가하면 바로 기체상태로 변하는 ‘승화현상’의 대명사로 불리는 물질이다. 얼음이나 드라이아이스에 손을 대면 달라붙는 현상에는 이와 같은 물질의 상태변화가 인체의 피부 구조에 영향을 미쳐 생기는 것이다.
드라이아이스는 5.1기압 이하에서는 승화성 물질이다. 즉, 1기압 상태인 우리 주위에서 이 물질은 고체 상태에서 기체 상태로 바로 상태변화가 일어난다.
물질의 에너지 크기는 고체 < 액체 < 기체 순이다. 만약 에너지가 낮은 상태에서 높은 상태로 변하기 위해서는 주위로부터 열을 흡수해야 한다. 그렇게 되면 주위는 반대로 열을 빼앗겨 온도가 하강한다. 이렇게 상태 변화 과정에서 흡수하는 열을 승화열(고체→기체), 기화열(액체→기체)이라고 한다. 그런데 생각해 가장 에너지가 낮은 고체에서 에너지가 높은 기체로 가는 승화열이 기화열보다 클 것이라고 쉽게 생각해 볼 수 있다.
따라서 승화현상이 활발하게 일어나고 있는 드라이아이스를 만지면 우리의 체온이 승화열로 빼앗기게 되고 그 에너지가 크기 때문에 피부 표면의 수분이 응고되어 달라붙는 현상이 발생한다. (피부에 무슨 수분이 있냐고 반문할지도 모르지만 천만의 말씀! 우리 몸을 이루고 있는 세포는 약 70~80%가 물로 이루어져 있다)
얼음에 손이 달라붙는 현상은 조금 다르다. 얼음으로 존재하는 자체가 이미 온도가 0℃보다 낮은 상태이다. 따라서 온도가 낮은 상태의 얼음에 손을 대면 손의 열이 빼앗기는 과정에서 차갑게 느껴지고 그 온도차가 더욱 커지면(보통 -10℃이하의 얼음)손의 수분이 얼어 붙는 것이다.
그렇다면 드라이아이스나 얼음에 손이 달라붙으면 어떻게 해야 할까? 일단, 얼음의 경우에는 흐르는 물에 손을 대서 얼음을 떼어내면 된다. 그러나 드라이아이스의 경우에는 극저온으로 인해 피부 조직이 상해서 동상에 걸릴 위험이 크기 때문에 물로 씻어서 바로 떼어낸 후, 병원에 가서 치료를 받아야 한다.
출처: 사이언스올