[냉장고 없이 얼려먹는 냉동의 달인]

냉장고 없이 얼려먹는 냉동의 달인

2009년 02월 26일

 

안녕하십니까? 달인을 만나다의 사회자 우담입니다. 오늘은 냉장고가 없어도 음료수를 언제나 시원하게 얼려 먹으며 30년을 생활해 오신 냉동의 달인 냉동 양과장을 모셨습니다. 사회자 우담 : 안녕하세요, 선생님. 무려 30년간 냉장고가 없어도 음료수를 시원하게 얼려 드셨다고 하는데 어떻게 그렇게 하실 수 있으셨나요? 냉동 양과장 : 아~ 별거 아닙니다. 이렇게 얼음조각 위에다 소금만 샥샥 뿌린 뒤 음료수를 폭 집어넣으면 금방 차가워집니다. 사회 우담 : 아니 정말 그렇게만 하면 차가워지는 것이 가능할까요? 냉동 양과장 : 얼음에다 소금 뿌리고 음료수 넣어 봤어요? 넣어보지 않았으면 그런 말을 하지 마세요. 사회 우담 : 그럼 어서 빨리 한번 해 보시죠! 달인 양과장은 얼음이 가득 담긴 그릇에 소금을 뿌리더니 그 속에 요구르트나 음료수 병을 쑥쑥 넣기 시작했다. 그렇게 10여 분이 지나자 정말 요구르트는 샤베트처럼 얼려 있고 음료수는 아주 차가워졌다. 마술사도 아닌 우리의 달인 양과장은 어떻게 이렇게 할 수 있었을까? 신기해 보이는 이 현상은 아주 간단한 과학적 원리를 기반으로 하고 있다. 물은 보통 0도에서 얼기 시작해 얼음 상태가 되면 영하 5도까지 온도가 내려가게 되며 특별한 이유가 없는 한 이 상태를 유지하게 된다. 하지만 이런 상태의 얼음에 소금을 뿌리게 되면 얼음은 바로 녹기 시작하는데 이는 주변 온도가 올라가서 녹는 것이 아니라 온도가 점점 떨어짐에도 불구하고 물로 변하게 된다. 이는 물 분자들이 서로 강력한 끌어당김(인력) 상태로 안정화되어 있는 구조, 즉 얼음 상태의 구조에 소금분자들이 물 분자 사이로 끼어들어 가면서 안정화된 물 분자 구조를 무너뜨려 다시 물 상태로 변하게 하기 때문이다. 얼음이 물로 녹는 것처럼 고체가 액체 상태로 변하는 현상을 융해현상이라고 하며 고체가 융해될 때에는 주변의 열을 흡수하게 되는데 이 열을 융해열이라고 한다. 얼음에 소금을 뿌리게 되면 얼음은 융해현상을 일으키며 주변의 열을 흡수하게 된다. 물이 순수한 얼음 상태의 최저 온도는 영하 5도이지만 소금을 뿌린 얼음의 최저 온도는 무려 영하 24도에 달한다. 즉 소금이 뿌려진 얼음물이 다시 얼기 위해서는 -24℃까지 온도가 낮아져야 함을 의미하는 것이다. 이것이 어는점 내림 현상이다. 이 때문에 요구르트나 음료수를 짧은 시간 동안 빨리 시원하게 하기 위해서는 단지 얼음물 속에 담가 놓은 것보다 얼음에 소금을 3대 1의 비율로 뿌려 놓는 것이 좋다. 이런 원리는 음료수나 얼음과자를 얼리거나 차갑게 하는 데 이용되기도 하지만 눈이 많이 내리는 날에 도로의 눈을 제설하는 데도 응용된다. 눈이 많이 내리는 날, TV를 보면 눈 덮인 도로 위에 하얀 염화칼슘을 뿌리는 장면을 자주 볼 수 있는데 이는 눈에 물의 어는점을 강제적으로 낮춰 눈이 녹아내리도록 하기 위함이다. 염화 칼슘의 경우 영하 55도까지 온도를 낮출 수 있으므로 내린 눈이 빙판이 되기 위해서는 영하 55도 이하 온도가 되어야 함을 의미한다. 실제로 이러한 혼합비는 매우 이상적인 혼합비율 상태에서 나오는 온도이기는 하지만 단지 눈 위에 뿌리기만 함을 통해서 영하 10도 이하의 어는점을 얻을 수 있다. [실험방법] 준비물 : 비커, 얼음, 굵은 소금, 온도계, 요구르트, 작은 음료수 등 [실험순서] 1. 작은 얼음들을 비커에 적당히 넣는다. 이때 얼음의 크기들이 너무 작게 만들지 않는다. 2. 이 상태에서 온도를 측정해 기록해 놓는다. 3. 얼음 위에 3대 1의 비율이 되도록 소금을 뿌린다. 4. 5분 정도 시간이 지난 뒤 소금을 뿌린 얼음의 온도를 측정해 2번 상태와 비교해 본다. 5. 소금을 뿌린 얼음 속에 요구르트나 음료수를 넣어 차갑게 얼려 본다. [실험 Tip] 집에서 실험할 경우 소금을 뿌리지 않은 얼음과 소금을 뿌린 얼음을 준비하여 동시에 요구르트나 음료수를 넣은 뒤 나중에 어느 것이 더 차가운지 비교하는 실험을 해도 좋다.