안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
비행기가 고도 높은 곳을 비행할 때 과자 봉지가 빵빵하게 부풀어 오르는 이유는 비행기 내부와 과자 봉지 안의 기압 차이 때문입니다.
우리가 흔히 먹는 과자 봉지는 평지에서 만들어져 밀봉됩니다. 이때 봉지 내부의 압력은 평지의 대기압과 똑같은 상태를 유지하게 됩니다. 즉, 봉지 안의 공기가 밖으로 밀어내는 힘과 평지의 공기가 봉지를 밖에서 누르는 힘이 균형을 이루고 있습니다.
하지만 비행기가 이륙하여 높은 고도로 올라가면 주변의 공기가 희박해지면서 대기압이 급격히 떨어집니다. 물론 비행기 내부에는 승객들이 안전하게 호흡할 수 있도록 기압을 조절하는 여압 장치가 작동합니다. 그러나 기술적이고 구조적인 이유로 평지와 똑같은 기압을 유지하지는 못하며, 대략 해발 이천 미터 수준의 높은 산 정상과 비슷하게 기압이 다소 낮아진 상태를 유지하게 됩니다.
이렇게 되면 과자 봉지를 둘러싼 비행기 내부의 기압은 낮아지지만, 봉지 속의 기압은 평지에서 밀봉될 당시의 높은 압력을 그대로 가지고 있게 됩니다. 결국 외부에서 봉지를 누르는 힘보다 봉지 안에서 밖으로 밀어내는 힘이 훨씬 더 강해집니다. 이로 인해 봉지 내부의 공기가 부피를 키우며 팽창하게 되고, 우리가 보기에는 과자 봉지가 터질 것처럼 빵빵하게 부풀어 오르게 됩니다. 이 원리는 비 오기 전 기압이 낮아질 때 사람의 관절 내부가 부풀어 오르는 현상과도 일맥상통합니다.