집에서 간단한 재료로 진짜 아이스크림을 만들며 냉각제(소금+얼음)의 원리를 배워보세요. 이 실험은 소금이 얼음의 어는점(융해점)을 낮추는 현상과, 얼음이 녹으면서 주변의 열을 빼앗는 과정(잠열 흡수)을 한 번에 이해하도록 도와줍니다.
🧰 준비물
- 지퍼백 2개 (소: 재료용, 대: 냉각제용) 또는 소형 밀폐용기 2개
- 우유 120mL (전지우유 추천), 생크림 60mL (선택), 설탕 1~2큰술, 바닐라 에센스 약간
- 얼음 크게 한 줌(컵 3~4)
- 굵은소금(천일염/바다소금) 3~6큰술
- 수건이나 장갑(손 시림 방지), 스푼
- (선택) 초코 칩, 딸기잼, 코코아가루 등 토핑
🧪 실험 방법
- 작은 지퍼백에 우유+생크림+설탕+바닐라를 넣고 공기를 빼며 단단히 닫습니다. (누수 방지를 위해 두 겹으로 봉해도 좋아요.)
- 큰 지퍼백에 얼음과 굵은소금을 넣습니다. (얼음:소금 ≈ 3:1 비율 권장)
- 작은 지퍼백을 큰 지퍼백 속 얼음/소금 혼합물 사이에 파묻듯 넣고, 큰 지퍼백을 단단히 닫습니다.
- 수건으로 감싼 뒤 3~7분 정도 흔들거나 굴려 주세요. 중간에 얼음을 한 번 보충하면 더 잘 굳어요.
- 작은 지퍼백을 꺼내 겉면 소금물을 깨끗이 닦고, 봉을 열어 점도를 확인합니다. 되직해졌다면 성공! 토핑을 섞어 맛있게 즐기세요.
🧠 원리 설명 (어는점 내림 & 잠열)
- 어는점 내림: 소금(NaCl)을 얼음에 뿌리면 물에 녹아 염수가 됩니다. 염수는 순수한 물보다 어는점이 낮아 약 -10℃ ~ -20℃까지 내려갈 수 있습니다. 이렇게 더 낮은 온도를 만드는 혼합물을 냉각제라고 해요.
- 잠열 흡수: 얼음이 녹을 때 주변에서 많은 열(융해 잠열)을 빼앗아 갑니다. 염수 때문에 계속 녹는 과정이 유지되고, 그 사이에 옆의 우유 혼합물에서 열을 빼앗아 얼리게 되는 것이죠.
- 즉, 소금은 얼음을 더 차갑게 만들고, 얼음은 녹으면서 열을 흡수해 우유 혼합물을 아이스크림으로 바꿉니다.
✅ 잘 되는 팁
- 굵은소금을 사용하면 녹는 속도가 적당해 온도가 안정적으로 떨어집니다.
- 혼합물에 생크림을 조금 넣으면 지방 함량이 올라가 질감이 더 부드럽고 진하게 됩니다.
- 지퍼백 이중 밀봉으로 소금물이 들어가는 사고를 막으세요.
- 흔드는 대신 탁자 위에서 굴리기를 하면 아이와 함께 안전하게 진행 가능합니다.
🛠️ 문제 해결
- 안 굳어요 → 얼음과 소금을 더 추가(특히 소금), 흔드는 시간 연장, 혼합물 양을 줄여 열용량 낮추기.
- 얼음이 너무 빨리 녹아요 → 지퍼백 외벽을 수건으로 감싸 단열, 얼음을 큼직하게 사용.
- 짠맛이 나요 → 내부 지퍼백 누수! 다음에는 이중 봉인하고 꺼낼 때 겉면을 깨끗이 닦으세요.
🎮 확장 활동 아이디어
- 소금 농도 vs. 온도: 소금 양을 달리하며 온도계를 넣어 최소 온도를 비교해 보세요.
- 재료 조합 실험: 우유/두유/요거트/코코넛밀크 등으로 질감 차이 비교.
- 맛 과학: 설탕 농도를 바꾸고 빙점 내림이 질감(부드러움)에 미치는 영향 관찰.
🔒 안전·위생
- 소금물은 마시면 안 됩니다. 지퍼백을 꼭 이중 밀봉하고, 개봉 전 겉면을 닦은 뒤 스푼을 사용하세요.
- 손이 매우 차가우니 수건/장갑을 활용하세요.
- 사용한 얼음·소금은 재사용하지 말고 적절히 버리세요.
한 줄 요약: 소금이 얼음의 어는점을 낮춰 더 차가운 염수를 만들고, 얼음이 녹으면서 주변의 열을 빼앗아 우유 혼합물을 빠르게 얼립니다. 이것이 냉각제의 원리입니다.