학문
밤하늘의오로라
왜 고도가 높은 곳에서는 요리가 잘 익지 않을까요?
안녕하세요. 산에서는 물이 더 낮은 온도에서 끓는 것을 볼 수 있습니다. 그래서 밥이 설익고는 하던데요 왜 고도가 높은 곳에서는 요리가 잘 익지 않나요? 그렇다면 끓는다는 것은 정확히 어떤 의미이며 외부 압력과 분자의 증발 속도는 어떤 관계가 있을까요?
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
끓는다는 것은 액체 내부 어디에서나 기체가 생성되어 기포가 형성되었다가 성장하고 상승할 수 있는 상태를 의미합니다. 액체의 증기압이 그 액체를 누르고 있는 외부 압력과 같아질 때, 끓음이 시작되는데요 즉, 끓는점은 항상 100 °C가 아니라 외부 압력에 따라 달라지는 값입니다. 해수면에서 100 °C인 이유는, 그때의 대기압과 물의 증기압이 100 °C에서 같아지기 때문입니다. 반면에 고도가 높아질 수록 대기압은 감소하는데요 예를 들어, 해수면이 약 1기압이라고 한다면 고산지대는 0.7기압, 0.6기압 등으로 감소하게 됩니다. 이 말은 곧 액체 표면과 내부를 누르는 힘이 약해진다는 뜻입니다. 따라서 물 분자 입장에서는, 그렇게 높은 운동에너지를 얻지 않아도 외부 압력을 이기고 액체 상태를 벗어나 기체로 탈출할 수 있게 됩니다. 그 결과, 더 낮은 온도에서도 물의 증기압이 외부 압력과 같아지고 물은 100 °C에 도달하지 않아도 끓기 시작하는 것입니다. 즉, 고산지대에서는 물은 분명 끓고 있지만 그 끓는점이 예를 들어 90 °C, 85 °C, 심지어 더 낮을 수도 있습니다. 하지만 대부분의 요리 과정, 특히 밥 짓기나 고기 조리는 단순히 물이 끓는 것이 아니라 90~100 °C 이상에서 일어나는 화학적 또는 물리적 변화를 필요로 하는데요 예를 들면, 쌀의 전분은 충분히 젤라틴화되어야 하고 단백질은 완전히 변성되어야 하며 결합 조직은 열분해되어야 부드러워집니다. 하지만 물의 온도가 애초에 90 °C 근처에서 더 이상 올라가지 않는다면, 이 변화들이 시간 내에 충분히 진행되지 못합니다. 그래서 결과적으로 밥은 설익고 고기는 질기며 국물은 깊은 맛이 덜 나게 되는 것입니다. 감사합니다.
채택된 답변안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
고도가 높은 곳에서 요리가 잘 익지 않는 이유는 물의 끓는점이 낮아지기 때문입니다. 끓는다는 것은 단순히 액체가 뜨거워지는 상태가 아니라, 액체 내부의 증기압이 외부 대기압과 같아져서 분자가 자유롭게 기체로 빠져나가는 순간을 의미합니다. 이때 액체 내부에서도 기포가 생기며 본격적인 끓음이 시작됩니다.
해수면에서는 대기압이 높기 때문에 물이 100 °C에서 끓습니다. 그러나 산처럼 고도가 높은 곳에서는 대기압이 낮아져서 물이 더 쉽게 증발할 수 있고, 그 결과 끓는점이 90 °C 이하로 떨어집니다. 물이 낮은 온도에서 끓으면 음식이 도달할 수 있는 최대 온도가 낮아지므로, 밥이나 고기 같은 음식이 충분히 익지 않고 설익게 됩니다.
외부 압력과 분자의 증발 속도 사이에는 직접적인 관계가 있습니다. 외부 압력이 높을수록 분자가 액체에서 기체로 빠져나가기 어려워져 끓는점이 올라가고, 반대로 외부 압력이 낮을수록 분자가 쉽게 증발해 끓는점이 내려갑니다. 따라서 고도가 높아질수록 물은 낮은 온도에서 끓고, 그로 인해 요리가 잘 익지 않는 현상이 나타나는 것입니다.
결국 산에서 요리가 잘 익지 않는 이유는 대기압이 낮아 물의 끓는점이 낮아지고, 음식이 충분히 높은 온도에 도달하지 못하기 때문이라고 할 수 있습니다.