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물의 비중

어린이라면 ‘물과 기름’을 떠올려보고, 어른이라면 ‘칵테일’ 을 떠올려 보자. 다 같은 물처럼 보이는데도 어떤 조합은 잘 섞이고 어떤 조합은 층이 나뉘어진다. 이러한 현상이 생기는 이유는 물의 성격에 따라 비중이 다르기 때문이다. ‘비중’이란 한 가지 물질의 질량과 이것과 같은 부피를 가진 표준물질 질량의 비율을 말한다. 액체의 표준물질은 ‘4℃의 물’을 기준으로 한다. 쉽게 말하면 같은 부피일지라도 온도나 혼합물의 농도에 따라 액체의 무게가 달라지는데, 이를 ’비중이 다르다‘라고 표현한다.
우선 물은 온도가 낮을수록 무겁다. 그래서 따뜻한 물과 차가운 물을 동시에 넣으면 차가운 물이 아래로 가라앉는다. 다만 열 교환이 이루어져 금세 비중이 같아지고 이내 층이 섞이게 된다. 또, 혼합물의 농도가 더 짙을수록 더 무거워진다. 그래서 소금이나 설탕 등이 녹아있는 물은 맹물에 비해 더 무겁다. 여기에서 힌트를 얻어 물로 탑을 쌓을 수 있다. 같은 양의 물을 여러 컵 받아둔 다음 소금이나 설탕의 농도를 서로 다르게 하면 된다. 각기 다른 농도의 물에 서로 다른 색의 물감을 풀어 한 컵에 따르면 물로도 무지개색의 탑을 쌓을 수 있다. 그렇다고 해서 컵에 물을 따르듯 콸콸 쏟아버리면 섞이기 쉬우니, 한 컵의 예쁜 무지개를 만들고 싶다면 컵의 벽면에 대고 조심스럽게 붓거나 스포이드를 사용하는 것이 좋다.