맹물이 담긴 용기 속에 날달걀을 넣으면 바닥으로 가라앉지만, 소금을 넉넉히 풀어 넣은 소금물에서는 달걀이 위로 떠오르는데요. 이러한 현상이 일어나는 과학적 원리는 무엇인가요?

Question

맹물이 담긴 용기 속에 날달걀을 넣으면 바닥으로 가라앉지만, 소금을 넉넉히 풀어 넣은 소금물에서는 달걀이 위로 떠오르는데요. 이러한 현상이 일어나는 과학적 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

날달걀이 맹물에서는 가라앉고 소금물에서는 뜨는 현상은 밀도의 차이와 이로 인해 발생하는 부력의 변화 때문입니다. 밀도는 물질의 단위 부피당 질량을 의미하는데, 액체에 어떤 물체를 넣었을 때, 물체의 밀도가 액체의 밀도보다 크면 가라앉고 작으면 떠오릅니다. 신선한 달걀은 단단한 껍데기와 수분, 단백질, 지방 등으로 이루어져 있어 순수한 물보다 밀도가 약간 더 높습니다. 따라서 맹물 속에 넣으면 중력이 부력보다 커서 바닥으로 가라앉습니다. 하지만, 물에 소금을 녹이면, 소금 이온들이 물 분자 사이의 미세한 빈 공간으로 침투하여 전체 용액의 부피는 거의 늘어나지 않지만 질량은 녹인 소금의 양만큼 급격히 늘어납니다.

결과적으로 소금물의 밀도가 점점 높아지게 됩니다. 소금을 넉넉히 풀면 소금물의 밀도가 급격 올라가며 달걀의 밀도를 넘어서게 됩니다. 이때 달걀의 부피가 일정할 때, 밀어낸 액체의 밀도가 높아질수록 달걀이 받는 위쪽 방향의 부력이 점점 커집니다. 소금물의 밀도가 달걀의 밀도보다 높아지는 순간, 위로 밀어 올리는 부력이 아래로 끌어당기는 달걀의 중력보다 커지면서 달걀이 수면 위로 떠오르게 됩니다.