얼린 탄산음료 뚜껑을 열면 기포가 폭발하듯이 나오는 이유?

Question

탄산음료를 시원하게 마시려고 가끔 냉동실에 넣어두는데 깜빡하고 얼려버릴때가 있거든요. 그런데 얼린 탄산음료를 꺼내놓고 어느정도 녹았다싶을때 뚜껑을 열면 기포가 거의 폭발하듯이 솟구쳐요. 이유가 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

탄산음료의 내부는 대략 4기압정도를 유지하며 탄산의 용해도를 유지합니다.

하지만 온도가 낮아지면 용해될 수 있는 탄산의 양이 줄어들며 기체화된 이산화탄소도 증가하게 됩니다.

이 때문에 뚜껑을 열면 순간적으로 기압이 낮아지고 기체화된 이산화탄소의 급격한 배출과 함께 폭발하듯 솟구치는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

얼린 탄산음료 뚜껑을 열면 기포가 폭발하듯이 나오는 이유는, 탄산가스가 물 속에서 용해되어 있는 경우에 온도가 낮아지면, 물 분자들이 더욱 가까워지면서 탄산가스 분자들이 물 분자들에 의해 더욱 감싸게 됩니다. 이렇게 되면, 탄산가스 분자들은 서로 밀집하여 가스의 부피가 작아지고, 액체의 밀도가 증가합니다.

또한, 얼린 탄산음료의 경우, 기포가 가스 상태로 포함되어 있기 때문에, 압력이 증가하면 기포가 터지면서 기포가 나오게 됩니다. 따라서, 뚜껑을 열 때, 얼린 탄산음료의 압력이 급격히 증가하면서, 기포가 터져서 뚜껑이 튀어나오거나, 기포와 함께 음료가 튀어 나오는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

탄산음료에 포함된 액체 중 물의 경우 얼음이 되면 부피가 증가하게 됩니다. 탄산음료의 음료부분말고 빈공간은 공기 기체나 이산화탄소(탄산)로 차있습니다. 그런데, 탄산음료가 얼면서 부피가 증가해 기체 부분의 부피를 감소시키며 동시에 압력을 증가시킵니다. 탄산음료가 완전히 얼면 압력이 가장 강하며, 어느정도 언 상태에서도 대기 중 기압보다 큰 상태가 됩니다. 이 상태에서 뚜껑을 열게되면 대기와의 압력차로인해 폭발하듯이 솟구치게 되는것이죠.