프놈펜한국국제학교 중학교 과학 실험(끓는 점) 수업 3

8학년 6단원 물질의 특성 1-4 물질의 상태가 변하는 온도

흔히 물이 끓는 온도는 섭씨 100도라고 알려져 있습니다.

하지만 물에 불순물이 섞이면 100도 이상에서도 끓지 않는 현상이 발생합니다.
또한 기압에 따라 물이 끓는 온도는 변할 수 있습니다.

수돗물과 소금물을 가열해 보았습니다.





실험 결과는 다음과 같습니다.


물이 끓는 중에는 가열해도 온도가 오르지 않습니다.
순수한 물이라면 100도 부근에서 기화되면서 온도가 오르지 않습니다.

수돗물은 약 96도에서 온도가 오르지 않았고 (96도에서 끓었다)
소금물은 약 105도에도 온도가 오르지 않았습니다. (105도에서 끓었다)

이는 혼합물의 특징입니다.
소금물이 100도에서 끓지 않는 것은 물과 소금의 혼합물이기 때문입니다.
물에 섞여있는 소금 입자가 물이 수증기가 되는 것을 방해하기 때문에
더 높은 온도가 되어야 끓는 것입니다.

수돗물 또한 각종 미네랄과 소독약 등이 섞인 혼합물이므로 100도에서 끓지 않습니다.
그렇다면 왜 끓는 온도가 소금물처럼 높아지는 것이 아니라 오히려 낮은 온도에서 끓은 것일까요?

그것은 기압때문입니다.
기압이 낮아지면 100도보다 낮은 온도에서 끓게됩니다.


1기압(1013hPa)에서는 물이 100도에서 끓지만
실험실의 기압은 1007hPa 였습니다.
(실험실이 4층, 14미터 높이: 높이가 높아지면 기압이 낮아짐. 해수면 높이였다면 기업이 1009hPa였을 것으로 환산됨)
오늘은 흐린 날이므로 평소보다 기압이 낮았을 것이고, 그래서 100도보다 낮은 온도에서 물이 끓은 것으로 추측할 수 있습니다.

단지 기압을 낮춰주는것만으로 물을 끓게 만들 수 있는 것을 추가실험으로 확인해보았습니다.
통에 뜨거운 물(끓고있지 않음)을 넣고 펌프로 공기를 빼냅니다.
그러면 물이 저절로(?) 끓는 것을 볼 수 있는데,
기압이 낮아지면 100도보다 낮은 온도에서 물이 끓을 수 있음을 보여주는 것입니다.

본 게시판에는 영상첨부가 되지 않아 GIF로 변환하였고 그래서 화질이 좋지 않습니다.


기압이 낮아지면 수증기가 공기 중으로 더 쉽게 나올 수 있기 때문에 100도보다 낮은 온도에서도 물이 끓게 됩니다.
반대로 기압이 높아지면 수증기가 공기 중으로 나오기 어렵기 때문에 100도에서도 물이 끓지 않습니다.

일반적으로 높은 온도에서 요리하면 음식이 더 맛있습니다.
하지만 물이 끓을 때는 온도가 상승하지 않기 때문에 일반적인 상황에서는 100도보다 높은 온도에서 요리하기 어렵습니다.
압력솥은 기압을 높여 물의 끓는 온도를 높여주므로, 더 높은 온도에서 요리하는 것을 가능하게 해 줍니다.