"과학문화교육"

2008-03-25 (Vol 5, No 3)

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모든 사람의 과학활동

[과학마술] - 손에서 손으로 불 옮기기

□ 현상 :
- 라이터 불을 손에서 손으로 옮겨 종이를 태우고, 알코올램프에 불을 붙인다.
- 손가락 끝에서 붉은 불기둥을 피어 올린다.

□ 꾸미기 :
- 준비물 : 아세톤, 물, 석유, 분무기, 알코올램프, 라이터, 니트로셀룰로오스.
- 재료 및 소품 만들기 : 물과 아세톤 통(덮게 포함)을 각 6~7개씩 만든다. 분무기에 석유를 담아 둔다. 니트로셀룰로오스를 준비해둔다.
- 쇼를 하기 전에 : 무대 공간을 적당한 간격으로 나누어 아세톤 통(뚜껑 덮어 둔다.)과 물통을 한 마술사 앞에 각 1개씩 되게 놓아 둔다.
- 한 쪽 끝에 알코올램프를 둔다. 다른 한 쪽 끝에는 라이터를 쥔 한 사람이 위치한다(니트로셀룰로오스도 쥐고 있다). 가운데 석유를 담은 분무기를 둔다.

□ 쇼하기 :
- “이 라이터의 불로 저 알코올램프를 켜 보겠습니다.”
- 라이터 쪽 마술사부터, 하나(오른손을 물에 담근다.), 둘(왼손을 물에 담근다.), 셋(오른손을 아세톤에 담근다.), 넷(왼손을 아세톤에 담근다.), 다섯(오른손을 라이터 불에 붙인다), 여섯(오른손 불길을 왼손에 옮겨 붙 인다), 일곱(왼손의 불길을 옆 사람의 오른손에 옮긴다. 옆 사람과 손바닥을 맞추는 모습) 순으 로 구호를 외치면서 동작을 한다.
- 구호는 하나 둘까지는 큰 소리로 하고, 셋부터는 작은 소리 또는 마음속으로 한다.
- 옆 사람은 앞 사람이 ‘셋’할 때, ‘하나’를 시작하고, ‘다섯’동작은 옆 사람의 불길을 옮겨 받는 것이다.
- 마지막 마술사(알코올램프 앞 마술사)는‘일곱’할 때 불길을 알코올램프 위에 가져간다.
- 이번에는 이 알코올램프의 불길로 저 종이(라이터 대신에 니트로셀룰로오스를 내 보인다)를 태워 보겠습니다.
- 지난 순서의 역순으로 하여 알코올램프의 불길을 니트로셀룰로오스에 옮긴다.
- “이번에는 본격적으로 손에 불을 붙여 보겠습니다.(한 마술사가 알코올램프 쪽으로 간다.)
- 왼손을 물에 충분히 적신 다음, 손가락 2개를 아세톤에 담갔다 알코올램프 불 위에 올려 손가락에 불을 붙인다.
- 곧 바로 이 손의 불기둥에 석유를 두세 차례 분무한다. 붉은 버섯 불기둥이 치솟음을 보인다.

□ 숨은 원리 :
- 아세톤의 연소는 열에너지를 받은 아세톤 분자들이 분자간의 인력을 이기고 증발하여 증기밀도가 인화점에 달하면 불이 붙는 증발연소 형식이다.
- 먼저 손에 물을 뭍이고 그 물 위에 아세톤을 묻혔다. 그래서 아세톤이 증발하여 연소할 때 생긴 열은 손에 묻은 물기를 데워 증발시킨다. 물이 증발하는 과정은 열을 빼앗아 가는 흡열과정이지 열을 내어 놓는 발열과정이 아니다. 즉, 아세톤의 연소에서 생긴 반응열은 손에 묻은 물기의 기화열로 쓰인다. 그래서 손은 열의 이동에 의한 약간의 뜨거움은 있으나 이는 참을 정도이고 불길이 치솟는 정도의 뜨거움은 느끼지 못한다. - 차가운 손이 뜨거운 증기를 쇠면 뜨거움을 느끼는 경우는 뜨거운 증기가 차가운 손에 닿아 식어 응결되면서 내 놓는 액화열 때문으로 이 반응의 반대 과정이다.
- 물통, 아세톤 통, 아세톤 통 덮게 손가락에 불붙이기 종이가 쉽게 타고 탄 후에 재가 남지 않는 현상은, 사용한 종이가 니트로셀룰로오스로 일반적인 창호지를 질산과 황산을 부피 비 1:3의 비율로 섞어서 0℃로 냉각시킨 혼합액에 넣어 황산의 탈수능력을 빌어 셀룰로오스에 질산의 니트로기(-NO2)를 끼워 넣어 놓은 완전 연소가 가능한 종이이기 때문이다.

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김옥자, amescien@hanmail.net
어메니티과학연구회

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