드라이아이스의 원리를 알고 싶어요.
아이스크림을 먹다가 아이와 드라이아이스를 가지고 물어담궈도보고 관찰하며 시간을 보냈는데요.
아이가 드라이아이스의 원리에 대해 궁금해하더라구요. 어떤 원리로 얼음처럼 물이 생기지않고 녹아 없어지는건지 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
라이아이스는 이산화탄소가 고체상태로 존재하는것입니다. 마치 물이 얼어있는 상태와 같습니다. 드라이아이스는 이산화탄소가 고체가 되는점인 영하 78도 이하의 온도로 존재합니다.
이것이 물에 들어가면 열을 빼앗기며 녹게 되어 승화(고체->기체)가 일어나 이산화탄소 연기(기체)가 발생하는 것입니다.
승화하는 이유는 증기압(~휘발성) 때문입니다. 증기압은 고체가 기체가 되려고하는 정도라고 생각하시면 됩니다.
물질에 따라 승화의 조건이 있으며, 이 조건을 충족할 경우 승화가 잘 일어납니다.(삼중 그래프를 확인하시면 더 잘 이해갑니다.)
고체상태는 분자들이 규칙적인 배열을 가지고 결합력을 가진 상태로 존재합니다. 액체는 분자들의 규칙적인 배열이 깨지고 기체보다는 덜하지만 자유롭게 움직입니다. 기체의 경우는 분자들이 아주 자유롭게 움직입니다. 거의 분자 하나의 단위로 각자 움직입니다.
만약 고체상태에서 분자하나가 떨어져 나가면 이 분자는 기체가 되는 것입니다. 그리고 물질마다 고체 상태에서 분자들이 떨어져 기체가 되는 조건이 존재하며 이러한 조건이 강해지면 증기압이 강해진다 생각하시면 됩니다. 물의 경우도 증기압이 존재하며, 얼음에서 수증기가 되기도 합니다. 온도가 낮고 압력이 1기압보다 훨씬 낮게 되면 얼음에서 수증기로 변하죠. 자세히 관찰하면 추운 겨울에 온도가 낮아 눈에서 수증기가 되기도 하죠.
안녕하세요. 김솔 과학전문가입니다.
드라이아이스는 이산화탄소를 압축하고 냉각하여 만든 흰색의 고체예요. 공기 중에서 승화하여 기체가 됩니다.
승화란 체가 액체 상태를 거치지 않고 직접 기체로 변하거나 기체가 직접 고체로 변하는 현상을 말합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
드라이아이스는 이산화탄소를 압축하고 냉각하여 만든 흰색의 고체예요. 공기 중에서 승화1)하여 기체가 됩니다.
드라이아이스는 온도가 매우 낮기 때문에 냉동식품을 보관할 때 사용해요. 고체에서 기체 상태로 변화하는 성질을 가지고 있기 때문에 영화에서 안개와 같은 효과를 낼 때에도 사용합니다. 그 밖에도 드라이아이스가 있는 종이컵을 촛불에 기울이면 촛불이 꺼지는 것을 볼 수 있어요. 드라이아이스는 고체 상태의 이산화탄소여서 불을 끄는 성질이 있기 때문입니다.
드라이아이스는 손으로 만지면 안 돼요. 드라이아이스는 온도가 -78.5℃까지 내려가므로 매우 차가워요. 드라이아이스를 만질 때에는 동상에 걸리지 않도록 장갑을 끼거나, 집게를 이용해야 해요.