아이가 물 한 컵에 설탕 한 숟가락을 넣고 저으면, 몇 초 뒤 설탕이 사라져요. 물은 아까처럼 맑아 보이고요. 그럼 설탕은 어디로 갔을까요? 반면에 모래 한 숟가락은 아무리 저어도 끈질기게 바닥에 가라앉아 있어요. 이렇게 비슷해 보이는 두 가지가 왜 이렇게 다르게 행동할까요?
녹이기 실험에는 컵 몇 개와 주방 재료만 있으면 되지만, 과학자의 습관을 그대로 연습할 수 있어요. 먼저 짐작하고, 해 보고, 자세히 관찰하고, 기록하고, 작은 것 하나만 바꿔서 다시 해 보기. 이 글에서는 다섯 살 아이를 위한 쉬운 방법부터 아홉, 열 살을 위한 더 어려운 질문까지 차근차근 안내해 드려요.
준비물
- 투명한 컵 네다섯 개. 모두 같은 양의 물을 담아요(테이프로 물 높이를 표시하면 맞추기 쉬워요).
- 시험해 볼 것들: 설탕, 소금, 깨끗한 모래, 밀가루, 쌀 몇 알. 있다면 인스턴트커피나 코코아 가루도 좋아요.
- 매번 같은 양을 뜰 작은 숟가락, 그리고 컵마다 따로 쓸 젓개.
- 표를 그릴 종이, 색연필, 행주.
어린 아이라면 어른이 물을 따르고, 아이가 뜨고 저어 보게 해 주세요. 과학자의 습관 하나를 알려 주기에도 좋은 때예요. 먹는 것만, 깨끗한 컵에 담아, 먼저 어른에게 물어본 뒤에 맛보기로 해요.
먼저 짐작하고, 그다음에 젓기
컵마다 넣기 전에 아이에게 물어보세요. "이건 완전히 사라질까, 아니면 아직 보일까?" 짐작은 표에 적어요. 그다음 한 숟가락을 넣고 스무 번쯤 저은 뒤 자세히 보고, 컵을 5분 동안 두었다가 다시 봐요.
| 넣은 것 | 내 짐작 | 저은 직후 | 5분 뒤 |
|---|---|---|---|
| 설탕 | 녹는다 | 맑은 물, 알갱이 없음 | 여전히 맑음 |
| 소금 | 안 녹는다 | 맑은 물, 알갱이 없음 | 여전히 맑음 |
| 모래 | 안 녹는다 | 뿌옇고 모래가 빙빙 돎 | 모래는 바닥에, 물은 다시 맑아짐 |
| 밀가루 | 녹는다 | 하얗게 뿌옇다 | 일부는 가라앉고 물은 아직 조금 뿌옇다 |
| 쌀 | 안 녹는다 | 알갱이가 가라앉음 | 알갱이가 그대로 있음 |
아직 글을 쓰지 못하는 아이는 "녹는다"에는 동그라미, "안 녹는다"에는 가위표를 그리면 돼요. "5분 뒤" 칸이 정말 중요해요. 젓는 동안에는 녹은 것처럼 보이다가, 물이 가라앉고 나서야 진짜 모습을 보이는 것들이 있거든요.
"녹는다"는 무슨 뜻일까?
쉽게 설명해 주세요. 설탕이 녹을 때 설탕은 사라지는 게 아니에요. 눈으로는 볼 수 없을 만큼 아주 작은 조각으로 흩어져서 컵 전체에 고르게 퍼지는 거예요.
설탕이 아직 있다는 걸 어떻게 알 수 있을까요? 아이가 설탕물을 한 방울 맛볼 수 있어요. 여전히 달아요. 아니면 이 글의 마지막 부분에서 설탕이 접시 위로 돌아오는 걸 기다려 봐도 좋아요.
모래는 달라요. 모래 알갱이는 물속에서 흩어지지 않아서, 저은 뒤 잠깐 빙빙 돌다가 바닥으로 가라앉아요. 밀가루는 그 중간이에요. 아주 고운 가루가 물을 뿌옇게 만들고, 많은 가루가 한참 떠다니다가 천천히 가라앉아요. 이때 꼭 물어보세요. "물이 뿌옇다면, 녹은 걸까?"
따뜻한 물과 차가운 물, 젓기와 기다리기
아이가 "녹는다"와 "안 녹는다"로 나눌 수 있게 되면 다음 질문을 해 보세요. "설탕을 더 빨리 녹이려면 어떻게 하면 좋을까?" 시험이 공정하도록 한 번에 한 가지만 바꾸고 나머지는 모두 똑같이 해요.
- 따뜻한 물과 차가운 물: 같은 양의 물이 담긴 컵 두 개. 하나는 차가운 물, 다른 하나는 어른이 준비한 따뜻한 물(만져서 따뜻한 정도로, 끓는 물은 안 돼요). 같은 숟가락 분량의 설탕을 넣고, 같은 속도로 저으면서 알갱이가 없어질 때까지 젓는 횟수를 세어요.
- 젓기와 기다리기: 똑같은 컵 두 개에 설탕을 한 숟가락씩. 하나는 젓고 다른 하나는 그대로 두어요. 가만히 둔 컵은 얼마나 걸릴까요?
- 큰 덩어리와 작은 알갱이: 각설탕과 비슷한 양의 설탕 가루. 어느 쪽이 먼저 녹을까요?
결과는 젓는 횟수나 시계로 잰 분 단위로 기록할 수 있어요. 더 큰 아이라면 간단한 막대그래프로 바꿔 볼 수도 있어요.
몇 숟가락이면 더 이상 안 녹을까?
이 도전은 여덟 살쯤부터 알맞아요. 물 한 컵에 소금을 한 숟가락씩 넣고, 매번 잘 저은 뒤 한 숟가락마다 바를 정(正) 자 획을 하나씩 그려요. 어느 순간부터는 아무리 저어도 알갱이가 바닥에 남아요. 물이 "가득 찬" 거예요. 더는 받아들이지 못해요.
그다음 물어보세요. "따뜻한 물을 쓰면 숟가락이 더 많이 들까, 더 적게 들까?" 같은 양의 따뜻한 물로 다시 해 보고 획의 수를 비교해요. 아이는 좋은 실험이 바로 다음 질문으로 이어지는 경우가 많다는 걸 알게 될 거예요.
설탕과 소금 다시 나타나게 하기
진한 소금물(또는 설탕물)을 어두운 색 접시에 조금 붓고, 바람이 잘 통하는 곳, 가능하면 햇볕이 드는 곳에 두세요. 하루에 한 번 함께 살펴봐요. 며칠 지나면 물이 증발하고 접시에 작은 소금 알갱이가 나타나요. 돋보기로 보면 반듯한 작은 정육면체인 경우도 있어요.
처음 질문에 딱 맞는 대답이에요. 소금은 어디로 간 게 아니라 물속에 숨어 있었을 뿐이에요. 물이 사라지면 소금이 남아요.
"녹는다"와 "안 녹는다"로 나누는 건, 과학자들이 물건을 특징에 따라 묶는 방법과 같아요. Dologi의 "논리" 주제에 있는 "두 개의 고리" 퍼즐에서도 아이들이 물건을 특징에 따라 나누어 볼 수 있어요.
정리하면
- 설탕과 소금은 물에 녹고, 모래와 쌀은 녹지 않아요. 밀가루는 물을 뿌옇게 하고 천천히 가라앉아서 이야기 나누기에 아주 좋아요.
- 항상 먼저 짐작을 물어보고, 두 번 살펴보세요. 저은 직후와 가만히 두고 몇 분 뒤예요.
- 따뜻한 물과 차가운 물, 젓기와 기다리기를 비교해 보세요. 한 번에 한 가지만 바꿔요.
- 소금물을 접시에서 며칠 말려 보면, 녹았던 것이 내내 거기 있었다는 걸 확인할 수 있어요.