전자레인지에 포도알을 겹쳐 넣으면 불꽃이 튀는 이유
유튜브나 커뮤니티 사이트에서 반으로 자른 포도알이나 두개의 포도알을 겹쳐 전자레인지에 넣어 돌리면 불꽃이 튀는 모습을 보셨을 수 있습니다. 특별한 조합이 아닌데도 번개처럼 불꽃이 일어나는 아찔한 모습입니다.
불을 넣을 것도 아니고 쇠붙이나 은박지를 넣은 것이 아니라 그냥 포도알일 뿐인데 왜 이렇게 폭발적인 불꽃이 튀는 것일까요? 많은 사람들이 포도에 있는 껍질에서 전선역할을 하고 전기적 합선이 된 결과라고 생각하였는데요. 최근에 전자기파 공명과 플라즈마의 결과라는 사실이 밝혀졌습니다. 오늘은 전자레인지에 포도알을 넣었을 경우 왜 불꽃이 튀는지 과학적 원리를 설명해드리겠습니다.
포도껍질이 전선 역할을 할까?
과거에는 포도알을 반으로 자른 뒤 두덩어리가 얇은 포도 껍질을 연결해 두었을 때 불꽃이 튀는 것을 보고 이렇게 생각했습니다. 수분이 많은 포도알은 배터리 역할을 얇게 연결된 껍질은 전설 역할을 하면서 전기가 합선되어 불꽃이 튀는구나 라고 말입니다.
하지만 최근 과학자들에 의해서 이 가설은 사실이 아님이 밝혀졌습니다. 껍질이 연결되지 않는 일반적인 포도알을 맞닿아 놓아도 불꽃이 튀었고, 포도가 아닌 둥그렇게 생긴 수분 젤리를 넣어두었을 때도 똑같이 불꽃이 발생했기 때문입니다.
전자레인지의 파동
전자레인지는 2.4GHz로 1초에 24억번 진동을 하는 마이크로파를 방출합니다. 그래서 그 결과로 음식이 데워지는 원리로 사용하게 되는데요. 포도알은 90% 정도의 높은 수분을 가지고 있습니다. 물은 마이크로파를 가두는 성질을 가지고 있습니다. 그래서 전자레인지 안에서 마이크로파가 포도알로 들어와 에너지를 머금게 됩니다. 이때 끊임없이 전파를 모으게 되는 역할을 하게 됩니다.
전자기파 공명의 에너지 폭발
포도알 하나만 있을 때는 파동이 안에서 맴돌아 포도알을 뜨겁게 만드는 것으로 끝나게 됩니다. 하지만 두개의 포도알이 마주 닿았을 때는 아주 특별한 일이 벌어집니다.
공명 현상
양쪽 포도알에서 맴돌며 증폭되던 전자기파들이 두 포도알에 맞닿아 있는 아주 작은 접점에서 만나게 됩니다. 이것을 공명이라고 부릅니다.
종이 위에 돋보기를 이용하여 햇빛을 한 점으로 모아 불을 붙여 본적이 있나요? 넓게 내려오는 태양열 에너지가 한점으로 모이면 종이를 태울만큼 강력해집니다. 이것과 같은 원리로 포도알이 전자레인지 안에서 돋보기 초점처럼 한 점에 집중됩니다. 이때 많은 전자기장이 형성됩니다.
플라즈마의 탄생
두 포도알 사이의 틈에 엄청난 에너지가 집중되면 우리가 아는 불이 아닌 새로운 물질로 바뀌게 됩니다. 이것을 플라즈마라고 합니다.
모든 물체들은 열을 가하면 고체에서 액체로 그리고 기체로 변합니다. 그런데 이 기체 물질에 더 에너지를 가하게 되면 어떻게 될까요? 기체를 이루는 원자에서 전자가 탈출하고 빛과 에너지가 폭주하는 상태로 변하게 됩니다. 고체, 액체, 기체가 아니 전혀 다른 상태가 되어 플라즈마로 부른데요. 우주의 별이나 번개가 플라즈마로 이루어져 있습니다.
주방의 미니 태양
포도알 접점에 집중된 전자기파 에너지는 포도알 속에 있는 이온들에 의해 순간적으로 플라즈마 상태가 되어버립니다. 이때 눈부신 불꽃의 정체는 포도가 불타는 것이 아니라 아주 짧은 시간동안 미니 태양이 생긴 것입니다.
집에서 실험하지 마세요
신기한 현상을 보기 위해 주방에서 포도알을 넣고 돌려보고 싶을겁니다. 하지만 이 실험은 집에서 하면 절대 안되는 것입니다. 플라즈마가 잠시 번쩍이고 끝나는 것이 아니라 뜨거운 열과 전기적 스파크를 방출하기 때문인데요.
전자레인지 내부의 천장이나 벽에 닿으면 마그네트론이 타버려 고장이 나게 되고 자칫 화재가 발생하여 집 전체를 태워버리는 사고를 유발하게 됩니다. 그러니 이렇게 위험한 실험은 안전한 조건이 갖추어진 곳에서 다른 사람이 실험한 내용을 영상으로만 보는 것이 좋습니다.
그럼 포도알이 전자레인지안에서 어떻게 플라즈마 폭발을 하는지 요약해 드리겠습니다.
- 수분이 가득한 포도알이 맞닿으면 전자레인지 안에서 마이크로파를 모으는 역할은 합니다.
- 두 포도알의 좁은 틈에서 공명 현상이 발생하여 에너지가 응집됩니다.
- 극단적인 에너지가 포도속 이온들의 전자를 뜯어 플라즈마를 형성하여 불꽃을 만들어냅니다.
전자레인지는 일상에서 음식을 데우는 용도로 간편하게 사용할 수 있습니다. 하지만 자칫 특수한 상황에서는 우리가 알지 못하는 폭발이 일어날 수 있으므로 안전하게 사용해야 합니다.
댓글
댓글 쓰기