부탄가스에 대해 과학적으로 두가지 궁금한게 있어서 문의드려요

Question

캠핑을 가서 부탄가스를 흔들면 물처럼 소리가 나는 이유가 액체가 들어있어서인가요?

그리고 부탄가스를 다 사용하고 만져보면 정말 얼음처럼 시원한 느낌을 받는데 그건 어떤 과학적 원리가 있는건지도 궁금합니다.

Answer 1

부탄가스는 액화 석유 가스(LPG)의 일종으로, 프로판과 부탄의 혼합물입니다. 캠핑용 부탄가스는 부탄 가스와 프로판 가스를 혼합한 것입니다.

부탄가스가 흔들리면 소리가 나는 이유는 가스 안에 액체가 존재하기 때문입니다. 부탄가스는 액화된 상태로 저장되어 있으며, 가스압력에 의해 액체가 증발하면서 가스 상태로 바뀝니다. 그런데 부탄가스 용기를 흔들거나 진동이 가해지면 액체와 가스가 혼합되어 가스압력이 상승하면서 소리가 발생하는 것입니다.

부탄가스를 사용한 후에 얼음처럼 시원한 느낌을 받는 것은 부탄가스가 사용될 때 발생하는 증발열 때문입니다. 즉, 부탄가스는 증발할 때 열을 흡수하여 증발열을 발생시킵니다. 이때, 부탄가스 용기 주변의 열이 부탄가스로 흡수되면서 주변 온도가 낮아지게 되고, 이로 인해 부탄가스 용기 자체도 차가워지는 것입니다. 그래서 부탄가스 용기를 만졌을 때 얼음처럼 시원한 느낌을 받는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.부탄가스는 주로 프로판가스와 함께 캠핑용 가스로 사용되는데, 부탄가스 흔들기로 인한 소리는 가스안에 들어있는 액체 부탄의 움직임 때문입니다. 보통 가스안에는 액체와 기체가 혼합되어 있습니다. 부탄가스는 -0.5 ℃ 이하의 저온에서는 액체 상태가 됩니다. 따라서 가스안에 액체 부탄이 일정량 존재하면, 부탄가스를 흔들거나 뒤집을 때 액체 부탄이 가스 상태로 변하면서 소리가 발생합니다.

부탄가스가 모두 사용되어 손에 쥐고 만져보면 시원한 느낌을 받는 이유는 부탄가스를 사용하면서 가스안에서 액체 부탄이 기화되면서 에너지를 흡수하기 때문입니다. 이 과정에서 가스온도가 낮아져서 느낄 수 있는 차가움을 느끼게 됩니다. 이 과정은 역방향으로 일어나므로, 가스안에 일정량의 액체 부탄이 다시 생성되면 가스가 뜨거워지는 현상도 발생할 수 있습니다.