찌그러진 탁구공은 왜 따뜻한 물에 넣으면 펴질까?
Why does a dented ping-pong ball pop back out in warm water?
찌그러진 탁구공을 따뜻한 물에 담그면, 누가 밀지도 않았는데 왜 «퐁» 하고 펴질까요?
무슨 일이 일어났나
NASA 에 따르면 압력이 같으면 기체의 부피는 온도에 비례해 커지고, 온도가 높을수록 분자의 움직임도 커집니다.
탁구공 껍질은 찌그러진 채로는 부피를 키울 수 없으니, 데워진 공 속 공기는 먼저 압력이 커져 안쪽에서 찌그러진 곳을 밀어냅니다.
시뮬레이터의 실제 기체 판에서 같은 부피 공기를 20 °C(293.15 K) → 60 °C(333.15 K)로 데우면 압력이 101 kPa 에서 115 kPa 로 약 14 kPa 커지고, 분자의 제곱 평균 빠르기는 511 → 545 m/s 가 됩니다.
찌그러짐이 펴져 부피가 늘면 압력은 다시 바깥 공기와 맞춰집니다 — 금이 간 공은 공기가 새어 잘 펴지지 않습니다.
💡 생활 속 예시
- 쭈글쭈글해진 고무풍선을 따뜻한 방에 두면 다시 조금 팽팽해집니다.
- 뚜껑을 닫은 빈 페트병을 햇볕 드는 차 안에 두면 병이 단단해지는 것도 속 공기가 데워져 미는 힘이 커졌기 때문입니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(중학교) · 기체의 성질 [9과06-03]
- 한국 2022 · 과학(초등) · 여러 가지 기체 [4과15-02]
출처
이어서 보기
같은 단원 · 기체와 분자 운동
- 개념누르면 줄어드는 부피 (보일 법칙)
- 개념브라운 운동 (원자가 있다는 증거)
- 개념데우면 커지는 기체 (샤를 법칙)
- 개념저절로 퍼지는 입자 (확산)
- 개념분자가 두드리는 힘 (기체의 압력)
- 개념이상 기체 (PV = nRT)
- 개념분자들의 빠르기 분포 (맥스웰–볼츠만 분포)
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