액체 쌓기

Science Buddies의 계층화된 과학 프로젝트

주요 개념물리학화학밀도액체

소개 아마도 고체 물체를 액체에 넣으면 가라앉거나 뜨게 된다는 사실을 알고 계실 것입니다. 하지만 액체도 가라앉을 수도 있고 뜨 수도 있다는 사실을 알고 계셨나요? 실제로 서로 다른 액체 층을 쌓는 것이 가능합니다. 핵심은 모든 다른 레이어가 서로 다른 밀도를 가져야 한다는 것입니다. 다양한 밀도의 여러 액체를 선택하거나 설탕이나 소금과 같은 화학 물질을 첨가하여 한 액체의 밀도를 변경하여 쌓을 수 있습니다. 다양한 색상의 액체를 선택하거나 각 층에 식용 색소를 추가하면 유리잔 하나로 무지개 빛깔의 무지개를 만들 수도 있습니다! 직접 보고 싶으십니까? 이 과학 활동에서는 여러 액체를 하나씩 쌓아서 다채로운 밀도 기둥을 만듭니다!

배경 물체가 가라앉는지 뜨는지 여부는 물체를 떨어뜨린 액체의 밀도와 비교한 밀도에 따라 달라집니다. 고체와 액체 등 모든 유형의 물질은 다양한 원자로 구성됩니다. 이들 원자의 질량, 크기, 배열 방식에 따라 물질마다 밀도가 달라집니다. 밀도는 각 개별 화합물의 특징이며 화합물의 질량을 부피로 나눈 값으로 정의됩니다. 즉, 일정량의 부피에 물질이 많을수록 물질의 밀도가 높아집니다. 예를 들어, 1입방센티미터의 암석은 1입방센티미터의 나무보다 훨씬 무겁습니다. 이는 같은 양의 암석에 나무에 비해 훨씬 더 많은 물질이 포함되어 있기 때문입니다.

액체는 밀도도 다를 수 있습니다. 예를 들어, 담수는 실온에서 입방센티미터당 약 1그램의 밀도를 가지고 있습니다. 물보다 밀도가 높은 모든 화합물(액체 또는 고체)은 가라앉고 밀도가 낮은 물질은 뜨게 됩니다. 식물성 기름, 옥수수 시럽, 설거지 비누, 물, 소독용 알코올 등과 같이 부엌에 있는 여러 가지 액체를 모아서 직접 테스트할 수 있습니다. 이 중 어느 것이 물에 가라앉을 것 같나요? 이 활동을 통해 알아보세요!

재료

준비

절차

관찰 및 결과 세 가지 액체를 모두 쌓아서 다채로운 밀도 기둥을 만드는 데 성공하셨나요? 실제로 세 가지 다른 액체를 병에 넣는 순서는 중요하지 않습니다. 층은 항상 동일하게 됩니다. 옥수수 시럽은 바닥에 가라앉고, 색깔 있는 물은 중앙에 있고, 식물성 기름은 위에 떠 있습니다. 이는 옥수수 시럽이 모든 액체 중에서 밀도가 약 1.4g/cm3으로 가장 높기 때문입니다. 반면 물의 밀도는 실온에서 약 1g/cm3입니다. 식물성 기름은 밀도가 입방센티미터당 약 0.9g으로 물보다 가벼워서 물 위에 뜹니다. 항아리를 뒤집어도 밀도가 다르기 때문에 층이 원래 순서대로 재배열됩니다. 추가 활동을 수행하고 각 액체의 동일한 양의 무게를 측정한 경우 옥수수 시럽이 가장 무거웠고 그 다음이 물, 그 다음이 식물성 기름이었습니다.

항아리 2에 넣은 개체는 자체 밀도에 따라 밀도 열에 배치됩니다. 고무줄은 아마도 옥수수 시럽 위에 고정된 반면, 페니는 병 바닥까지 떨어졌을 것입니다. 왁스는 물층 위에 놓여야 하고 아이스캔디 막대는 식물성 기름 위에 완전히 떠 있어야 합니다. 마지막으로, 병을 아주 세게 흔들면 식물성 기름은 여전히 ​​분리되어 위에 떠 있는 것을 볼 수 있었을 것입니다. 그러나 옥수수 시럽과 물층이 혼합되기 시작하여 더 이상 쉽게 분리되지 않았습니다. 이는 다양한 액체의 혼화성 때문입니다. 액체의 화학적 구조가 매우 달라서 하나는 극성이고 다른 하나는 비극성인 경우 혼합되지 않고 항상 분리되어 있습니다. 이는 비극성 액체인 기름과 극성 액체인 물의 경우에도 마찬가지입니다. 반면에 옥수수 시럽은 물과 섞이는 성질이 있어 물에 녹일 수 있습니다. 병을 세게 흔들면 이런 일이 일어납니다.