기체의 용해도와 압력의 상관관계는???

Question

기체를 액체에 용해시킬 때 압력과의 관계를 설명해 주세요...탄산음료를 예시로 설명해 주시면 좋을 것 같아요. 초등학생에게 설명하는 수준으로 이해하기 쉽게 부탁합니다.

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

기체의 용해도는 온도가 낮을수록, 압력이 높을수록 커집니다.

그래서 기체의 용해도는 온도와 압력에 따라 크게 변하므로 기체의 용해도를 나타낼 때 온도와 압력을 함께 나타내야 합니다.

탄산음료를 따기 전에는 내부 기압이 높아서 탄산이 빠지지 않지만, 한번 따면 아무리 강하게 닫아도 병 내부 기압이 바깥 기압과 비슷하기 때문에 탄산이 빠지게 됩니다. 또한 냉장고에 넣어두면 천천히 빠지는 이유도 온도에 따른 기체 용해도가 다르기 때문입니다.

Answer 2

안녕하세요.

탄산음료는 이산화탄소라는 기체를 물과 설탕, 색소 등의 원료와 함께 용해시킨 음료입니다. 이 때, 기체를 액체에 용해시키는 것은 압력과 밀접한 관계가 있습니다.

간단하게 설명하면, 액체는 압력이 커지면 용해능력이 높아지고, 압력이 낮아지면 용해능력이 낮아집니다. 이것을 탄산음료의 예시로 설명해 보겠습니다.

탄산음료를 만들 때, 먼저 이산화탄소를 압력이 높은 가스 상태로 용기에 넣습니다. 이 때 압력이 높기 때문에 이산화탄소 기체는 물 속에 더 쉽게 용해됩니다. 그리고 이 용기를 빠르게 냉각하면, 이산화탄소가 물에 용해되어 탄산이 생성됩니다. 그리고 압력을 떨어뜨리면, 더 이상 탄산이 물에 용해되지 않고 공기중으로 떨어져 나가게 됩니다.

따라서, 탄산음료를 만들 때는 이산화탄소 기체를 높은 압력으로 용기에 넣어 용해시키고, 그 다음에 압력을 떨어뜨리면서 탄산음료를 만들어 내는 것입니다. 이와 같이 기체와 액체의 상호작용은 압력과 밀접한 관계가 있으며, 이를 이용하여 다양한 용도로 활용됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 주영민 과학전문가입니다.

압력이 강할수록 당연히 기체의 용해도는 증가합니다.

우선 기체가 액체가 잘 안녹는데, 압력 일정수준 이상으로 하면 녹게 됩니다.

다만, 압력을 무한히 올린다고해서 용해도가 무한히 올라가지 않고

일정 압력 이상이후로는 용해도가 동일하게 됩니다. 상한값이 있습니다.

탄산음료를 생각하면 그래서 고압으로 이산화탄소를 넣어 액체 속에 탄산 가스가 존재하게 됩니다.

캔뚜껑을 따는 순간 압력이 빠져나가서 탄산이 흘러나오게 되고요 ㅎ