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독서노트/과학

보일의 J자관 실험, 왜 수은으로 실험했을까?

by MWT 2023. 2. 3.

보일 J자 모양의 유리관 끝부분에 공기를 남긴 채 수은을 넣고, 수은을 추가적으로 넣으며 끝부분에 있는 공기의 부피를 관찰했다. 수은을 많이 넣을수록 끝부분의 공기는 부피가 줄었다. 이를 입자설의 관점에서 해석하면 '빈 공간'이 있었기 때문에 공기입자가 부피를 줄일 수 있었다고 할 것이다. 연속설의 주장대로 '빈 공간'이 없다면 부피가 줄어들 수가 없었을 것이다. ( '빈 공간을 입자가 채워서 부피가 줄어든 것이 아니라, 수은의 압력때문에 공기가 진해진 것이다. 따라서 이 실험 결과는 연속설을 부정하는 것이 아니다'라는 의견도 있다고 한다.)

 

내가 궁금했던 것은, '다 좋은데 왜 하필 '수은'으로 실험했을까?' 이다. 구글링을 해보았음에도 딱히 궁금해하는 사람도 없고 관련 내용도 나오지 않아 영문으로 검색해서 아래와 같은 답을 얻었다.

수은은 물보다 밀도가 약 13배 높다.
압력은 밀도에 비례한다.
공기를 밀어내 부피의 변화를 관찰하려면 물보다는 수은으로 실험하는 것이 좋았을 것이다. 만약 물로 같은 실험을 했다면 물의 양이 상당히 많이 필요했을 것이다.

그리고 정확히 근거는 제시하지 않은, 아래와 같은 답변들도 있었다.

* 수은이 기체가 빠져나가는 것을 막는 역할을 더 잘 수행하기 때문이다.
* 수은은 물과 달리 점착성이 적어서 유리관 표면에 잘 달라붙지 않기 때문이다.