손바닥만 한 가스통 속에 숨은 과학

캠핑이나 요리에서 자주 쓰이는 작은 가스통. 이 안에 들어 있는 기체는 눈에 보이지 않지만 분명히 존재하고, 무게도 있다. 그렇다면 이 기체는 얼마나 무거울까? 분자 하나는 얼마나 작고 가벼운 걸까?

이번 실험은 이러한 질문에서 출발한다. 단순한 무게 측정과 물을 활용해, 우리는 눈에 보이지 않는 기체의 무게, 즉 ‘분자량’을 알아낼 수 있다.

ㅁ 실험 방법

물, 실린더, 수조, 실리콘 튜브, 그리고 휴대용 가스통 하나. 먼저 가스통의 무게를 재고, 물이 가득 찬 눈금 실린더를 물속에 거꾸로 세운다. 그 다음, 가스통과 실린더를 튜브로 연결해 가스를 실린더 속에 천천히 넣는다. 기체가 들어오면서 실린더 속 물이 빠지고, 그만큼의 기체 부피가 눈금으로 확인된다.

기체를 모두 모은 후, 다시 가스통의 무게를 재면 얼마나 많은 기체가 사용되었는지, 그 기체가 차지한 부피는 얼마인지를 알 수 있게 된다.

이제 남은 건 실험 당시의 온도와 기압을 참고해 기체의 특성을 계산하는 것. 복잡한 수식은 생략되지만, 결국 우리는 이 과정을 통해 기체 하나하나의 평균 무게, 즉 몰질량을 구할 수 있다.

ㅁ 실험에서 알 수 있는 것들

이 실험은 교과서 속 기체 단원에서 배운 내용을 실생활에서 직접 확인하는 활동이다. 실린더 안으로 차오르는 기체를 보며, 눈에 보이지 않던 분자들이 실제로 ‘존재한다’는 사실을 체감할 수 있다. 복잡한 장비 없이도 깊이 있는 과학 탐구가 가능하다는 점이 이 실험의 가장 큰 매력이다.