페트병 속 고무풍선 시뮬레이션

페트병 안에 풍선을 넣고 입구를 막으면, 풍선을 불 때 풍선이 팽창하면서 페트병 내부의 공기를 압축하게 됩니다. 압축된 공기는 반대로 풍선을 누르는 압력이 증가하여 풍선이 더 이상 팽창하지 못합니다. 하지만 구멍을 뚫으면 페트병 내부의 공기가 빠져나가 압력이 낮아져 풍선이 정상적으로 팽창할 수 있습니다.

기체 압력은 기체 분자들이 용기 벽에 충돌하면서 생기는 힘입니다. 압력이 "없어진다"는 것은 실제로 압력이 0이 된다는 의미가 아니라, 외부와 내부의 압력이 같아져서 압력 차이가 없어지는 것을 의미합니다. 구멍이 뚫린 페트병 내부는 대기압과 같아지므로 풍선에만 압력 차이가 작용하여 팽창할 수 있게 됩니다.

과학 마술로 연출할 수 있는 방법: 1) 투명한 페트병에 풍선을 넣고 관객에게 불게 한 후(불어지지 않음) 마술사가 "마법의 손가락"으로 페트병 바닥을 살짝 터치하며 비밀리에 구멍을 뚫고 다시 불게 하면 풍선이 팽창함, 2) 미리 준비한 두 개의 페트병(하나는 구멍이 있고 하나는 없음)을 교체하는 방법, 3) 원격으로 작동하는 작은 밸브를 페트병에 숨겨두고 적절한 순간에 작동시키는 방법 등이 있습니다.