과학실험

종이컵으로 삶은 메추리알

by 영구만세 posted Feb 08, 2011
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종이컵으로 삶은 메추리알

□ 목표 : 연소의 조건 중 하나인 발화점을 낮게 하여 종이컵으로 물을 끓일 수 있다.

□ 미리 생각해 보기

  철이네 가족은 강가로 소풍을 떠났다. 그들은 점심식사 준비를 하려고 가지고 온 짐을 풀었다. 밥, 반찬 휴대용 가스레인지를 비롯해 간식용으로 가지고 온 메추리알도 있었다. 그런데 저런! 가장 중요한 코펠(냄비)이 빠졌군요. 잠시 동안 서로를 바라보며 코펠이 없음을 안타까워할 때였다. "걱정 마세요. 제가 메추리알을 삶을 수 있어요. 종이컵으로 물을 끓이면 돼요" 하며 철이가 나섰다. 철이는 과연 종이컵으로 물을 끓여 메추리알을 먹을 수 있을까?

□ 준비물

  양초, 종이컵, 메추리알, 칼이나 가위, 철사.

□ 활동과정

 ① 그림을 참고로 하여 종이컵의 빗금친 부분을 조심스럽게 오려낸다.
 ② 종이컵의 끝 부분에 철사를 끼워 매단다.
 ③ 종이컵에 1/4 정도의 물을 넣고 메추리알을 넣는다
 ④ 양초에 불을 붙여 종이컵을 올려놓는다(이때 촛불의 불꽃이 종이컵의 가운데에 오도록 한다).
 ⑤ 약 5분 정도 지난 후 메추리알을 꺼내어 익었는지 확인한다.

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□ 과제 탐구

 1. 종이컵의 빗금 친 부분을 잘라내는 이유는 무엇일까?
 2. 페트병에 물을 담고 끓일 수 있을까?
 3. 고무풍선에 물을 넣고 가열하면 어떻게 될까?

□ 참고 자료

○ 종이컵이 타지 않는 이유

  물은 계속 열을 흡수하여 끓고는 수증기로 변화한다. 물이 종이컵 안에 남아 있는 한 종이컵은 발화점(불이 붙어 타게 되는 온도) 이하를 유지하며 종이를 태우지 않고 메추리알을 삶을 수 있다. 종이컵을 가열하면 대부분의 열은 물로 전달되어 종이컵은 발화점 이상의 온도를 올리지 못한다. 그래서 타지 않는 것이다.
  종이컵에 아무 것도 담지 않고 직접 가열한다면 종이컵은 곧 타 버리고 말 것이다. 그렇지만 종이컵에 물을 담고 가열하면 종이컵은 타지 않고 물이 차츰차츰 뜨거워진다. 그래서 물 속에 들어 있는 메추리알은 물의 온도가 뜨거워짐에 따라 점점 익어가고 끓는 물에서 약 5분 정도 있으면 완전히 익는다.
  또, 고무 풍선에 물을 담고 가열하여도 종이컵의 경우처럼 풍선은 터지지 않고 물을 따뜻하게 할 수 있다.

○ 양초가 탈 때 양초의 심지는 왜 타지 않는 것일까?

  양초는 고체로 이루어져 있는데 심지에 불을 붙이게 되면 심지 주위의 양초가 녹아서 액체로 된다. 액체 상태의 양초는 심지를 따라서 올라가게 되는데, 그것은 모세관 현상에 의해 심지가 녹은 양초를 흡수하기 때문이다.
  녹은 양초는 심지의 불꽃에 의해 더욱 가열되어 기체가 되고 이 기체에 바로 불이 붙게 되는 것이다. 그러니까 심지가 타는 것이 아니라 양초 기체가 타는 것이다.
  그리고 심지에는 항상 액체 양초가 적셔져 있어 발화점 이상의 높은 온도가 되기 어렵고 공기와 직접 접촉하지 못하므로 심지는 타지 않게 되는 것이다.


6-2-5(연소와 소화)[실험16]종이컵으로삶은메추리알.hwp

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