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존재의 가벼움? - 공기 목록

조회 : 11997 | 2008-12-15

건빵에는 왜 구멍이 뚤려 있는 것일까요?
간식이 많지 않았던 시절에 별미로 먹었던 건빵! 그리고 건빵에는 별사탕이 있습니다. 별사탕은 왜 있는 걸까요? 별사탕은 입 안에 침이 많이 고이도록 하기 때문에 수분이 없는 건빵을 맛있고 편안하게 삼킬 수 있게 합니다.
그런데 건빵에는 왜 구멍이 뚤려 있는 것일까요?
건빵은 밀가루를 설탕, 소금 등과 반죽하여 이스트로 발효시켜서 구워냅니다. 빵을 발효시키면 이산화탄소가 발생하지요. 또한 구울 때 온도가 올라가면 내부의 기체 압력이 높아지기 때문에 구멍을 뚫어서 기체를 배출시켜서 건빵이 터지지 않게 하는 것입니다.

그런데 비스킷과는 달리 왜 건빵의 구멍은 두 개인가요? 그것은 적당히 부풀게 하기 위한 것입니다. 구멍이 많으면 비스킷처럼 납작해지고, 하나 밖에 없으면 볼록하거나 터지기 때문입니다. 이처럼 많은 현상들은 기체와 관련되어 있습니다. 자 그렇다면 눈에 보이지 않는 기체가 어떤 영향을 미치고 있는 지 확인해 볼까요?



그림. 비스킷과 공기 구명


1) 코르크 마개
더운 여름날에는 음식이 빨리 상해요. 왜 그럴까요?
음식은 주로 공기 중의 산소와 반응하여 부패되는데, 온도가 올라가면 반응 속도가 빨라지기 때문입니다. 따라서 음식을 신선하게 보존하려면 공기를 차단하고, 낮은 온도에서 보관해야 하지요.

그런데 포도주 병에는 왜 코르크 마개를 사용할까요?
가볍고 유연하며 신축성있는 코르크 마개는 병에 삽입 후, 다시 팽창하기 때문에 공기가 들어오는 것을 효과적으로 막을 수 있습니다. 또한 포도주의 숙성시 발생하는 이산화탄소는 빠져나갈 수 있도록 다공성 재질인 코르크를 사용하는 것입니다.

그러나 코르크가 마르면, 틈새가 생겨 공기가 유입되어 포도주가 상하기 때문에 병을 눕혀서 코르크가 젖어 있도록 보관해야 합니다.



그림. 코르크 세포(500배). ‘로버트 훅’이 처음으로 발견한 세포


2) 옹기
김장을 담그는 김장독에 사용하는 옹기는 예로부터 숨쉬는 그릇이라 불렸습니다.
그것은 옹기를 만드는 진흙을 반죽할 때, 흙의 결이 생기는데, 이 결을 따라서 흙의 내부에 생긴 기포와 모공이 숨구멍의 역할을 하기 때문입니다. 또한 높은 온도에서 옹기를 열처리할 때 고령토(Al2O3․SiO2․2H2O)에 함유되어 있던 결정수가 빠져나간 자리에 미세기공이 생깁니다.

공기는 미세기공을 통과하지만 물은 통과할 수 없습니다. 이것은 물의 침투는 막고 공기는 통하게 하는 것은 방수의 원리와 같아요.
따라서 빗물은 옹기 안으로 스며들지 못하지만, 공기는 통하게 하여 저장된 음식물을 잘 익히며 부패하지 않게 합니다. 이러한 특성으로 인해 옹기는 된장, 간장, 김치, 젓갈 같은 발효 음식을 저장하는 그릇으로 많이 사용되지요.



그림. 옹기와 옹기의 단면(200배)


3) 스코리아
‘미스코리아’의 줄임말인가요?
스코리아(scoria)란 화산이 폭발할 때 마그마에서 분출하는 기체로 인해 많은 구멍이 생긴 화산분출물입니다.
스코리아는 제주도 사투리로 ‘송이’라고 하는데, 고온다습한 제주도에서는 예로부터 송이를 보온, 단열, 방음, 방습제 및 우천시 흙탕물 방지와 여과제로 사용하였지요. 제주도의 빗물은 이러한 송이 층을 지나면서 각종 오염물이 제거된 청정한 지하수가 됩니다.

한라산은 초기에는 종상화산이었으나, 대규모 폭발로 백록담 화구가 형성된 이중화산입니다.
그리고 후화산 작용으로 400여 개의 ‘오름’이라는 기생화산이 형성되었습니다. 오름의 90% 정도는 바로 직경 수 cm의 적갈색 스코리아로 구성되어 있어요.



그림. 송이의 단면(500배)


4) 숯
혹시 집에 숯을 놓아두지 않았나요?
최근에 숯에 대한 효능이 알려지면서 숯의 용도가 다양해지고 있지요. 왜 그럴까요?

숯을 만들 때에 숯에는 수많은 미세한 기공이 생깁니다. 이 기공은 흡착력이 높아 냉장고의 냄새를 제거하는 탈취제나 물의 여과제로 사용합니다. 또한 주변의 습도가 높을 때에는 습기를 흡수하고, 건조하면 방출하는 수분 조절도 하지요.

숯은 과일이 익을 때 생기는 에틸렌을 흡착해서 과일이 빨리 익는 것을 막기 때문에 과일의 신선도 유지에도 쓰입니다.
그리고 전기가 통하는 숯인 백탄은 전자파 차단에도 효과가 있는데, 이러한 작용들은 기공이 많을수록 더 효과적인 것이지요.



그림. 숯(백탄)의 기공(500배)


5) 스치로폴
일회용 도시락은 스치로폴을, 과일들은 투명 플라스틱을 사용하지요?
스치로폴을 도시락에 사용하는 이유는 무엇일까요? 그것은 스치로폴이 투명 플라스틱 용기보다 보온성이 뛰어나기 때문입니다.
스치로폴은 발포성 폴리스틸렌 수지의 독일 상품명인데, 발포란 고분자에 발포제를 넣고 증기열을 가하여 내부에 구멍이 많게 만드는 과정이지요.

스치로폴은 자체 부피의 98%가 공기를 함유하는 기포로 되어있습니다.
따라서 이러한 구멍에 공기가 많이 차 있기 때문에 열전도율이 낮고 단열이 잘되는 것입니다.
사진에서 스폰지처럼 미세한 기포가 보이지요?
예전에는 스치로폴이 공해물질로 오인되어 사용이 금지되었지만, 지금은 분리수거하여 녹여서 재활용하고 있습니다.

Tip. 스치로폼(styrofoam)은 미국 상표명입니다.



그림. 스치로폴(200배)


6) 얼음의 공기
냉장고에서 얼음을 꺼내어 보면 가운데 부분이 뿌옇지요? 왜 그럴까요?
물을 냉장고에 넣으면 바깥쪽부터 얼기 시작합니다.
즉 액체인 물이 얼음 결정이 되는 것이에요. 결정이란 원자, 이온, 혹은 분자가 규칙적으로 배열되는 것입니다.
따라서 물 입자들이 규칙적으로 반복되면서 얼음이 되면 빠져나가지 못한 공기들이 모여서 기포를 형성하는 것입니다.

그리고 결정인 얼음은 투명한 반면, 이 기포들은 빛을 산란시키기 때문에 얼음이 뿌옇게 보이는 것입니다. 따라서 기포가 생기지 않게 하려면, 물을 끓여 물 속에 녹아있는 기체를 날린 다음 냉각하거나, 물을 저으면서 얼음을 만들어야 하지요.



그림. 냉장고에서 얼린 얼음 속에 갇힌 기포


7) 함께 해 볼까요?
스치로폴의 단열에 의한 보온 효과를 확인해 볼까요?
한쪽은 도시락용 스치로폴에, 다른 한쪽은 양은 냄비 등에 뜨거운 물을 넣고 온도계를 넣어요.
어느 쪽이 빨리 식을까요? 확인해 보세요.



이것은 무엇일까요?
여름철 불청객인 모기에 물리면 가려울 뿐만 아니라 뇌염이나 말라리아 같은 질병에 걸릴 수도 있어요. 집모기는 대부분 ‘빨간집모기’인데, 주로 저녁에 활동하며 피를 빨아 알을 낳는 데 필요한 영양분을 얻습니다. 그런데 캄캄한 밤에 어떻게 사람을 향해 달려들까요?
모기는 피 냄새를 맡을 수 있는 것일까요?

모기는 피 냄새 대신에 사람이 호흡할 때 배출하는 이산화탄소나 땀샘에서 분비되는 젖산의 냄새를 잘 맡아요. 따라서 모기에 물리지 않으려면 청결을 유지해야 합니다. 모기에 물리면 침을 바르기도 하는데, 침은 알칼리성이기 때문에 산성인 벌레의 독을 중화시키는 효과가 있답니다. 개나 고양이 같은 짐승도 상처가 나면 열심히 핥지요? 그러나 침에 있는 균에 의해 감염될 수 있으므로 물로 씻거나 암모니아수로 소독하는 것이 좋습니다.

또한 파리는 음식물 등에 장티푸스나 콜레라 등을 옮기는데, 움직임이 빠르기 때문에 잡기가 쉽지 않습니다. 그러나 파리는 다리로 몸을 비비는 습성이 있기 때문에 파리가 잘 앉는 천장이나 벽에 살충제를 뿌려 두면 파리를 잡을 수 있어요.






그렇다면 이것(200배)은 무엇일까요?
머리에 뿔이 있네요. 이 녀석을 좋아하는 사람은 아마도 없을 거예요.
주로 음식물 쓰레기 주변에서 끊임없이 날아다니는 이 녀석은 생물의 한살이를 관찰할 때 많이 사용한답니다.



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