[집에서 하는 과학실험]계영배 만들기_사이펀 원리

안녕하세요. 주말마다 아이와 과학실험을 하나씩 하고 있어요. 지난 주말에 해보았던 과학실험을 소개해 보겠습니다. 지난 주말 했던 실험은 계영배 만들기 였어요. '계영배' 라는 것이 무엇인지 생소하신 분들이 있으실 거라 생각되어 잠깐 설명하고 넘어가겠습니다.
 

계영배(戒盈杯)는 이렇게 생긴 술잔입니다. 지나친 욕심을 경계하는 술잔으로 알려져 있는데 가득참을 경계하는 잔 이라는 뜻입니다. 이 잔에 7할 이상의 술을 따르면 술이 모두 빠져 나가 하나도 남지 않게 되버립니다. 
 
조선시대 우삼돌 이라는 도공이 과욕을 다스리기 위해 만들었다는 이야기가 전해져 내려오고 조선시대 거상 임상옥은 이 계영배를 항상 곁에두고 과욕을 경계했다고 합니다. 
 
계영배는 공기의 압력의 원리로 인해 작동되는데 간단한 재료들로 실제로 만들어 볼 수 있습니다. 
 

준비물:투명플라스틱컵 2개, 투명 플라스틱 병 1개, 구부러지는 빨대1개, 식용색소 2가지 색깔(생략 가능),글루건

 
1. 투명 플라스틱 컵 바닥에 빨대를 꽂을 수 있는 크기로 구멍을 뚫어줍니다. 송곳으로 먼저 뚫은 다음 연필을 이용해 구멍을 넓혀주면 됩니다. 

 
2. 구부러지는 빨대를 구부린 후 테이프로 고정시켜준 후 구멍을 뚫은 플라스틱컵에 끼워줍니다. 

 
3. 빨대를 끼운 후 틈으로 물이 새지 않도록 글루건을 이용해 잘 막아주세요. 

 

 
4. 플라스틱병, 플라스틱 컵에 각각 물을 채운 후 각각 다른 색의 색소를 넣어주세요. (색깔이 변하는 극적인 시각효과를 위한 것으로 생략 가능합니다. ) 이때 플라스틱 병에는 물을 1/3 이하로 채워줍니다. 

 
5. 빨대를 꼽은 플라스틱컵을 플라스틱 병 위에 올려놓고 물을 부어주며 관찰해봅니다. 

빨간색 물이 빨대 위까지 차게되면 물이 아래쪽으로 빠지며 파란색 물과 빨간색 물이 만나 보라색 물로 변합니다. 
영상으로 자세히 확인 하실 수 있어요. 

물을 천천히 부으며 관찰해본 결과 처음에는 물이 차오르더니 빨대 위쪽까지 물이 차면 물이 바로 내려갑니다. 
 
이렇게 계영배에 일정량의 물을 채우면 물이 아래로 내려가는 것은 사이펀의 원리 때문인데 변기물이 넘치지 않는 원리와도 같습니다.
 
사이펀은 U자 모양의 굽은 관으로 한쪽은 길고 한쪽은 짧은 모앙인데 이 관을 이용하게되면 액체가 들어있는 병을 움직이지 않고 높은 곳에 있는 액체를 낮은 곳으로 옮길 수 있습니다.  사이펀의 원리는 이렇게 대기압과 중력을 이용하여 높은 곳의 액체를 낮은 곳으로 이동시키는 것입니다. 
 

이미지출처:https://gooseskin.tistory.com/51