캔 탄산음료 흔들었다가 가만히 뒀을 때 액체에 용해된 이산화탄소 차이
캔 탄산음료를 흔들었다가 따면 액체가 분출하는데 그 흔든걸 일정 시간동안 가만히 놔두었다가 따면 액체가 분출하지 않는 이유가 무엇인가요? 흔들면 액체에서 이산화탄소가 빠져나오는 것은 알겠는데 가만히 놔두면 다시 액체속으로 이산화탄소가 녹아들어가나요?
2개의 답변이 있어요!안녕하세요. 과학전문가입니다.
탄산음료를 개봉하고 장시간 놔두면 '김이 빠졌다'라고 표현하지요?
이 말인 즉슨 강제로 탄산음료에 탄산가스를 더 녹여둔 상태라는 것입니다. 한마디로 말하면 불안정한 상태인 것이지요. 그리고 캔에 밀봉된 상태는 탄산음료가 안정한 상태로 되기 위해서 탄산가스를 방출하는 것을 억지로 막고 있는 것을 의미합니다.
완전하진 않지만 몇개월 수준으로 이 불안정한 상태를 만들 수 있는 캔용기로 인하여, 과용융 되어있는 이 탄산음료는 '한시적으로 안정한 상태'로 볼 수 있습니다.
이를 흔들어 탄산가스가 마구 나오게 되면, 용기내 압력이 올라가게 됩니다. 즉, 탄산가스의 증기압이 올라가게되면서 탄산음료의 기체 용해 특성도 변화하게 됩니다. 이는 과학시간에 배우셨을 것입니다. (열역학 시간에 '증기압 곡선'에 대해서 배웠지요.)
즉, 놔두게되면 증기압에 의해 탄산가스는 다시 녹아드는 것이 안정적인 상태가 되는것이고, 이로인해 놔두었다가 따면 액체가 넘치지 않지요. 하지만, 시간 스케일을 더 길게 본다면, 방출된 탄산가스가 서서히 캔용기밖으로 나가면서 점점 김이 빠지게 됩니다. 사실 상 가장 안정적인 상태로 가는 것이지요. 그래서 보통은 PET에 담긴 탄산음료보다 캔의 탄산음료가 더 탄산이 오래갑니다. PET는 알루미늄보다 공기투과도가 높기 때문이죠.
탄산음료에는 이산화탄소가 녹아있습니다.
보통 온도가 높으면 이산화탄소가 에너지를 많이 얻기 때문에 용해도가 낮아집니다.
그리고 탄산음료를 흔들면, 이 힘에 의해 이산화탄소가 힘을 얻어 기체로 변하게 됩니다.
그러나 이 힘은 일시적인 것이기 때문에 PV = nRT의 법칙에 의해 원래의 기압에 의한 용해도로 다시 돌아가게 될 것입니다.