실험으로 함께하는  과학놀이

                              강성기 지음 / 도서출판 바른사

제 1 장   공기와 밀도 

 

4. 솟아 오르는 잠수함

 

  우리가 살아갈 미래에는 전용 잠수함을 타고 바다 속을 맘대로 다니며 물고기들과 친구로 지낼 수 있을 것입니다.

물론 그렇게 되면 자동차 운전할 때 지켜야 할 도로 규칙처럼 바다 속을 운항할 때의 교통 법규도 등장하겠지요?

아쉽지만 앞으로의 희망으로 간직하고 초보적인 잠수함을 만들어 보기로 해요.

             

? 필요한 것은

페트병 2개, 요구르트병(또는 필름통), 셀로판 테이프, 풍선, 묽은 염산, 석회석

? 어떻게 할까요

[바다 만들기]

 

1. 1개의 페트병의 윗부분을 잘라낸다.

2. 또 다른 1개의 페트병의 아래 부분을 잘라낸다(2개의 페트병을 연결시켜 물을 넣기 위함이니 자르는 부분에서 물이 새어나오지 않도록 잘 자른다).

3. 자른 두 개의 페트병을 잘 맞추어 셀로판 테이프를 붙여 연결한다.

4. 연결한 두 개의 병에 물을 가득 넣는다.

 

 

                 

     

 

[잠수함 만들기]

1. 요쿠르트병에 석회석을 넣고, 요쿠르트병의 주둥이에 풍선을 씌운다.

2. 만든 요쿠르트 잠수함을 물에 넣어 보자.

 

 

 

[물 속에서 솟아오르는 잠수함]

1. 물에 가라앉은 잠수함을 꺼내 풍선을 벗기고 묽은 염산을 조금 넣는다.

2. 풍선을 다시 씌워 바다(물이 든 페트병) 속에 넣어 보자.

? 왜 그럴까요?

두 개의 페트병을 연결해 만든 바다 속에 석회석만 넣고 풍선을 씌운 요쿠르트병 잠수함을 넣으면 어떻게 될까요? 물론, 요쿠르트 잠수함은 물 속으로 가라앉고 맙니다. 석회석의 양이 너무 작으면 물 속으로 가라앉지 않으므로, 석회석을 적당한 무게가 되도록 넣어야 합니다.

이 잠수함을 꺼내 다시 묽은 염산을 넣어 물 속으로 넣으면 잠시 후 풍선이 부풀면서 서서히 떠올라 옵니다.

묽은 염산과 석회석이 반응하면 이산화탄소 기체가 발생하면서 풍선이 부풀게 됩니다. 풍선이 부풀면 부력이 생기면서 물 위로 떠오르게 되는 것입니다.

묽은 염산과 석회석뿐만 아니라 두 가지 물체가 반응하여 기체를 발생시킬 수 있는 물질을 생각해 보세요.

묽은 염산과 알루미늄이 반응하여 생기는 수소, 과산화수소와 이산화망간이 반응하여 생기는 산소, 식초와 소다가 반응하여 생기는 이산화탄소 등의 기체들을 이용하여도 가능하답니다.

실제 잠수함이 물 위로 떠오를 수 있는 이치도 위와 같습니다. 밸러스트라는 탱크에 공기를 가득 채우면 부력이 생겨 물 위로 떠오릅니다. 다시 잠수하기 위해서는 공기를 빼고 물을 가득 넣어 물 속으로 가라앉게 되는 것입니다.