고무 지우개로 연필 글씨를 지우면 종이가 상하지 않고 흑연만 지워지는 이유를 흑연 분자와 종이 섬유 사이의 인력보다 흑연 분자와 고무 분자 사이의 인력이 더 크기 때문임을 설명해주세요.

Question

고무 지우개로 연필 글씨를 지우면 종이가 상하지 않고 흑연만 지워지는 이유를 흑연 분자와 종이 섬유 사이의 인력보다 흑연 분자와 고무 분자 사이의 인력이 더 크기 때문임을 설명해주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

고무지우개로 연필 글씨를 지울 때 종이가 상하지 않고 흑연만 깔끔하게 지워지는 이유는 물질 사이에 작용하는 분자 간 인력의 크기 차이로 설명할 수 있습니다.

​우리가 연필로 종이에 글씨를 쓰면 연필심의 흑연 분자들이 종이의 미세한 섬유 조직 틈새에 끼어들며 종이 섬유와 약한 인력으로 결합하여 표면에 달라붙게 됩니다.

​이 상태에서 고무지우개로 글씨 위를 문지르면 흑연 분자는 새로운 물질인 고무 분자와 접촉하게 됩니다. 이때 흑연 분자와 종이 섬유 사이에 작용하는 인력보다 흑연 분자와 고무 분자 사이에 작용하는 인력이 물리적으로 훨씬 더 큽니다. 즉, 흑연 입장에서는 종이보다 고무와 결합하려는 힘이 더 강한 것입니다.

​따라서 지우개가 지나갈 때 종이에 붙어 있던 흑연 분자들이 더 강한 인력에 이끌려 고무 표면으로 쉽게 옮겨붙게 됩니다. 고무는 탄성이 좋아 종이 섬유를 강하게 긁어내거나 파괴하지 않고도 표면의 흑연 분자만 선택적으로 흡착하여 떼어냅니다.

​이렇게 고무 분자에 달라붙은 흑연은 지우개가 마찰되면서 발생하는 고무 찌꺼기인 지우개 똥에 뭉쳐서 함께 떨어져 나갑니다. 결과적으로 종이 구조에는 아무런 손상을 주지 않으면서 인력의 차이만을 이용해 흑연만 깨끗하게 분리해낼 수 있습니다.