아래 글에 댓글로 올리려다가 너무 길어져서 그냥 게시글로 올립니다.
아래 글에서 분자반응동역학님이 댓글로 올리신 이론에 기초한 내용으로 일단 저는 여기에 나오는 일체의 물리법칙에 대해 전혀 무지합니다.
그래서 물리 이론은 분자반응동역학님이 설명하신것이 모두 맞다는 가정안에서 써봅니다.
1. 먹다 남은 탄산 음료의 뚜껑을 닫아놓으면 탄산음료속의 탄소 농도(약 2기압)가 일반 대기중의 탄산 농도 (이것은 실제로 매우 낮다 일반 대기압이 1기압이라 할 경우 이는 질소와 산소등 모든 기체를 포함한 농도이고 공기중 탄소의 비중은 1% 미만이어서 0.01 기압 미만으로 탄소만의 농도는 매우 낮다)보다 높아지고 이 두 농도가 같아질 때까지 음료속의 탄산이 병속의 공기로 빠져나오는 현상이 발생하고 이에 따라서 음료속의 탄소 손실이 발생한다.
2. 먹다 남은 탄산 음료의 뚜껑을 닫았다가 열었을 때 공기가 빠져 나오는 것은 병안의 공기압력이 (전체 공기의 압력) 1. 에서 빠져나온 탄소에 의해 대기압 (병 밖의 공기 압력) 보다 높기 때문이다. 그런데 이 압력은 공기중 비율이 높지 않은 탄소에 의해서 높아 진 것이기 떄문에 탄소의 손실은 매우 높다.
3. 이상적인 밀봉 방법은 병을 닫기전에 공기 대신 탄소의 농도를 탄산음료 내의 탄소농도와 동일하게 (약 2기압) 채워둘 경우 더이상 탄산음료 속의 탄소가 병속의 공기중으로 배출되지 않아서 이론적으로 탄소의 손실은 없다.
4. 병을 찌그러트릴 경우 병속에 의 공기 양이 적어서 음료와 병속 공기중의 탄소 농도를 동일하게 하기 위해 음료에서 손실되는 탄소의 양이 줄어든다.
4-1. 논란이 있는 부분은 높아진 병 속의 공기압에 의해서 병이 조금씩 펴지는 경우인데 이경우 오히려 더 많은 탄소를 손실했을 것이라는 반박이 있다.
4-2. 이에 대한 반론으로는 중요한 것은 탄소의 농도(압력)이고 다른 공기 전체의 압력은 영향을 끼치지 않기 때문에 결국 중요한 것은 최종적으로 병을 다시 열기 전에 병속에 공기가 들어있는 부피이다. 그래서 병을 찌그러트리지 않고 닫아 놓았을 경우에 비해서는 탄소의 손실이 현저히 적다.
5. 병에 공기압을 주입하여 닫는 마게의 효능은 병속 공기중에 탄소 농도(압력)을 높이는 효과가 매우 적어서 실질적인 효과가 없다. 예를 들어 대기압의 100배인 100기압까지 압축하여도 공기중 탄소 농도를 고려하면 탄소 농도는 1기압보다 훨씬 작다.
6. 병 마개를 꼭 닫는 방법은 위의 모든 단계에서 이미 음료속에서 손실된 탄소가 병속에서 병밖으로 빠져나오는 양을 줄여서 추가적인 손실을 줄여준다. 실제로 일반적인 병마개를 사용했을 경우 자연적으로 빠져나오는 탄소의 비율을 알 수 없어서 정확한 효과를 알기어렵다. 단지 병 마개를 열 경우 공기가 갑자기 한번에 빠져나오는 것을 경험적으로 알 수 있기 때문에 어느정도 밀봉 효과는 이미 있다고 추측된다.
6-1. 병을 거꾸로 세워 놓는 것도 비슷한 효과가 있을 것이라고 예상된다.
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