비눗방울이 만들어지는 원리는 무엇인가요?
비눗방울 총 장난감을 사용하면 정말 쉽게 비눗방울을 만들 수 있는데요.
이게 어떻게 방울 모양을 만드는 건지, 왜 공기중에서 잘 안터지는 건지 궁금합니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
비눗방울 총 장난감을 사용하면 쉽게 비눗방울을 만들 수 있는 것은 사실입니다. 이는 비눗방울이 만들어지는 원리와 관련이 있습니다. 비눗방울은 물과 비눗물이 섞여서 만들어지는데 이때 비눗물은 물 분자와 함께 수면에 있는 표면장력을 낮추는 역할을 합니다. 이렇게 표면장력이 낮아지면 물 분자들이 서로 더 잘 붙어서 비눗방울 모양을 만들게 됩니다.
그리고 비눗물은 물 분자와 함께 공기 분자와 상호작용을 하게 되는데 이때 비눗물과 공기 분자 사이의 인력이 물 분자와 비눗물 사이의 인력보다 약하기 때문에 비눗방울은 공기 중에서 잘 안터지게 됩니다. 이러한 원리로 인해 비눗방울은 공기 중에서 안정적으로 존재할 수 있게 되는 것입니다.
따라서 비눗방울 총 장난감을 사용하면 비눗방울을 쉽게 만들 수 있는 것이며 이는 비눗방울이 만들어지는 원리와 공기 중에서 안정적으로 존재할 수 있는 이유와 관련이 있습니다. 감사합니다.
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만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
버블 블로워 또는 버블 메이커라고도 알려진
버블건은 물과 계면활성제라는
세제 같은 물질의 용액에 공기를 불어 넣어 거품을
만드는 장난감입니다.
생성된 거품은 가지고 놀기 재미있을 뿐만 아니라 물리학
및 화학의 몇 가지 흥미로운 특성을 보여줍니다.
버블건이 방울을 형성하는 방법을 이해하기 위해
먼저 거품을 수동으로 불어내는
과정을 고려해 보겠습니다.
거품을 불면 거품 내부와 외부에 압력차가 생기고
이로 인해 물 분자가 서로 멀어지면서 얇은 막을
형성하게 됩니다.
이 막은 수소결합 등 분자간 힘을 통해 분자들이
서로 끌어당기기 때문에 안정적이예요.
버블건의 경우 과정은 비슷하지만
공기를 물에 직접 불어넣는 대신 장난감은
팬이나 펌프를 사용하여 작은 노즐을
통해 흐르는 공기 흐름을 생성합니다.
공기가 노즐을 통해 흐르면서 물 분자를 서로 끌어당겨
얇은 필름을 형성하는 압력 차이가 발생합니다.
용액에 함유된 계면활성제는 물의 표면 장력을 감소시켜
거품이 쉽게 형성되도록 도와줍니다.
기포의 모양은 노즐과 공기의 유량에 따라 결정됩니다.
노즐은 수렴 렌즈 역할을 하여 공기 흐름을 좁은 빔으로
집중시켜 작은 구멍을 만듭니다.
공기가 이 구멍을 통해 흐르면서 물 분자를 서로 밀어내는
고속 제트를 생성하여 물방울 모양을 형성합니다.
방울 모양은 기포의 표면적을 최소화하여 유지하는 데
필요한 에너지를 줄여주기 때문에 안정적입니다.
이제 버블건이 방울을 형성하는 방법을 알았으니
공기 중에서 쉽게 터지지 않는 이유를 살펴보겠습니다.
기포가 형성되면 기포는 분자간
힘에 의해 서로 끌어당기는
물 분자의 얇은 층으로 둘러싸여 있습니다.
이 인력은 안쪽으로 작용하는 힘을 생성하여
거품을 안쪽으로 끌어당겨 더욱 안정적으로 만듭니다.
기포가 공기에 노출되면 기포 표면의 분자가
공기 분자와 무작위로 충돌하게 됩니다.
이러한 충돌로 인해 기포 분자가 서로
멀어지게 되어 기포의 부피가
증가하고 내부 사이에 압력 차이가 발생하게 됩니다.
거품 바깥. 압력차가 너무 커지면 기포가 터져 부피가
커진 형태로 저장된 에너지가 방출될 수 있습니다.
버블건은 터지기 쉬운 버블을 생성하도록
설계되었습니다.
용액에 함유된 계면활성제는 물의 표면 장력을 감소시켜
더욱 안정적인 기포를 형성하는 데 도움을 줍니다.
노즐은 일정한 공기 흐름 속도를
생성하도록 설계되어
버블 내부와 외부의 안정적인 압력차를
유지하는 데 도움이 됩니다.
더욱이 버블건에 의해 형성된 버블은 일반적으로
아주 작기 때문에 버블총에 필요한 에너지의
양이 줄어듭니다.
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만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.
일반적으로 비눗방울은 공기에접촉하면 쉽게 터지지만
글리세린과 물엿을 첨가하여 만들면 글리세린은 수분의 증발을 막아주고 물엿은 끈끈하게 만들어주기 때문에 잘 터지지 않아요
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
비눗방울 총 장난감은 루프를 통해 얇은 비눗막을 만들고 공기 흐름으로 쏘아내어 구형 비눗방울을 만듭니다. 비눗물의 표면 장력은 막을 최소화하려 하여 구형 형태를 유지하고, 얇은 막과 가벼운 무게, 물 증기는 공기 중에서 쉽게 터지지 않도록 합니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 비눗방울은 표면장력으로 인해 동그랗게 방울이 진 비누의 거품이다. 비눗방울이 동그란이유는 표면장력때문이다. 액체의 표면(혹은 계면)을 최소화하는 방향으로 작용하는 힘으로 모든 방향에서 분자 간의 인력이 작용하여 안정된 내부와는 달리 표면의 분자는 내부 방향의 인력과 표면 방향의 인력이 다르게 작용하므로 안으로 당겨지는 힘에 의해서 둥그런 모양을 가진다. 속재료에 따라 터지느냐 안 터지는냐의 차이. 보통 비눗방울의 주재료는 세제로 만드는데 이 세제는 극성이 강하기에 작고 쉽게 터진다. 그러니 터지지 않으려면 세제를 넣되 물을 3:2 비율로 섞고 설탕이나 물엿을 넣으면 된다. 설탕과 물엿을 넣으면 더 크게 만들어지고 쉽게 터지지 않기 때문. 다만 가게에서 파는 비눗방울에선 어쩔 때는 글리세린을 넣기도 하는데, 이 글리세린은 빗줄기를 뚫고 가도 안 터지는 성질을 지니고 있다.
출처 : 남무위키 - 비눗방울
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.
빗방울은 습기가 많은 공기가 위로 올라가고 기온이 낮아져 이슬점이 되어 작은 물방울이 생기고 이것이 합처져 빗물이 되는 것입니다.
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