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Date 2020/06/25 21:31:28
Name 쌍둥이아빠
Link #1 https://youtu.be/8YsRwZd5eZY
Subject [질문] 간단한 과학 현상 관련 질문입니다.(화학 관련)
실험영상은 2분짜리 영상인데 <- 이곳을 참고해주시면 됩니다.

이 실험을 간단히 설명하면 이렇습니다.
1. 냄비에 물을 넣고 그릇을 엎어놓은 뒤 물을 끓입니다.
2. 물이 끓은 후 불을 끄면 냄비에 있던 물이 그릇의 안으로 들어갑니다.

이 현상의 원인이 무엇인지 알 수 있을까요??

제가 관찰한바로는...
가. 물이 끓으면서 엎어진 그릇 내부의 공기가 바깥으로 다 나온다.(물을 끓이면 그릇이 들썩거리며 밖으로 보글보글 하는 현상이 나타남)
나. 공기가 바깥으로 나오므로 그릇의 내부의 압력이 외부보다 낮은 상태(진공에 가까운)가 된다.
다. 가열을 멈추면 주위의 물이 기압이 낮은 그릇 안으로 밀려 들어간다(그릇 내부에 공기가 하나도 안남고 가득 참)

이정도의 의견이 있습니다.
내 외부의 기압차이는 기압계를 이용해서 측정하면 될 것 같은데 제가 진짜 궁금한 부분은 이겁니다.

1. 왜 내부의 기압이 낮아지는가?
2. 내부의 기압이 실제로 낮아진다면, 물이 끓고 있을때는 내부로 물이 안들어가고 왜 불을 끄면 물이 들어가는가?
입니다.

혹시 화학을 전공하신 분이나 이 영상을 보고 무슨 말씀이라도 해주실 분 계시면 답글 달아주시면 감사하겠습니다.
전 도저히 모르겠어요...

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콩사탕
20/06/25 21:35
수정 아이콘
공기는 가열하면 팽창하니까요.
쌍둥이아빠
20/06/25 21:42
수정 아이콘
네... 제가 고등학교 화학에서 지식이 멈췄는데 그나마 그 지식도 벌써 20년정도 지나서 하나도 안남았네요...
혹시 더 자세히 설명해주실 수 있으신가요?
콩사탕
20/06/25 22:05
수정 아이콘
부피가 큰 공기가 그릇에 차 있다가, 공기가 식으면 팽창한 만큼 줄어들죠. 부피가 줄어든 만큼 빈 공간이 생기니 그 공간에 물이 올라 오는 겁니다.
쌍둥이아빠
20/06/27 16:41
수정 아이콘
답변 감사합니다^^
醉翁之意不在酒
20/06/25 22:06
수정 아이콘
그릇안에는 뜨거운 수증기가 생겨나면서 공기를 다 밖으로 밀어냈죠 그래서 달컹덜컹 하는거구요. 불을 끄면 그릇안에 꽉 찬 수증기가 다시 물로 변하면서 그릇안의 기압이 점점 낮아지고 그래서 수위가 상승하는거구요
쌍둥이아빠
20/06/27 16:41
수정 아이콘
답변 감사합니다^^
20/06/25 22:06
수정 아이콘
공기는 가열하면 팽창합니다. (그릇안에 공기)
그러면 그 사이사이에 공간이 커집니다.(공기안 분자간 거리가 열로인해 멀어짐=기압이 떨어진다표현합니다.같은공간에
분자들이 적어진 상태니까요.)
이제 불은 끕니다.
열로인해 멀어진 공기 분자들이 모이게 되고 빈공간을 채우려고 무언가로 채워야되는데 주변에 물이 있으니 물이 그공간을 채운겁니다.
쌍둥이아빠
20/06/27 16:41
수정 아이콘
답변 감사합니다^^
20/06/25 22:06
수정 아이콘
화학이 아니라 물리의 영역이긴 한데, 간단히 말하자면 액체 ->기체로의 상변화시에 부피의 변화입니다.
영상에서 보이는것만 봐도 물은 1리터도 안되는 양을 끓이는데 끓이는동안 나오는 기포의 부피를 다 합하면 부피가 수백배로 느는것을 확인할 수 있습니다.
시간순서대로 이야기하자면, 그릇 안에는 공기가 들어있고 아럐쪽엔 물이 있는데, 아래쪽의 물이 기화되면서 부피가 늘어나는데, 이 그릇 밑의 물들은 수증기가되며 그릇 안으로 들어가고, 한정된 부피 안에 기체의 양이 늘어나니까 그릇이 들썩이면서 수증기와 그릇 안의 기체가 섞인 혼합기체가 밖으로 나오게 되고, 안쪽엔 계속 물이 끓음으로써 수증기가 유입되므로 그릇 내부 기체는 점점 공기에서 수증기로 바뀌게 됩니다.
식으면 다시 수증기가 물이 되면서 부피가 줄어들고, 근처의 물을 끌어들여서 안에 남아있던 약간의 공기(그릇이 들썩일때 나가고 수증기가 유입되면서 대체대된 와중에 남아있던 정말 약간의 공기)만 남게 됩니다.

한편 기압은 끓고있는 중엔 그릇 안이 더 높고, 불을 끈 후엔 그릇 밖이 더 높은데, 이는 그릇 안 밖의 흐름으로도 알 수 있고(끓는중에는 그릇 안에서 밖으로 공기 이동하고, 끈 후에는 그릇 밖에서 안으로 물이 이동) 이는 수면의 높이를 통해 정량적으로도 측정이 가능합니다. 해당하는 부분은 유투브에 토리첼리 실험이나 기압계로 검색하면 잘 설명해주시는 분이 계실겁니다.
쌍둥이아빠
20/06/27 16:42
수정 아이콘
답변 감사합니다^^
쌍둥이아빠
20/06/27 16:42
수정 아이콘
답변해주셔서 감사드립니다. 역시 피식인이 최고에요^^
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