문풍지 사이에 베르누이가 숨어 있다

겨울철 바늘 구멍만한 틈새로 드는 바람 끝은 왜 그리 시린 걸까요? 창호지 한 장으로 막은 창문 틈새로 바람이 새들고, 얼굴을 가져가면 찬 기운이 매섭습니다. 실제 문틈으로 새드는 바람은 활짝 열린 창으로 드는 바람보다 훨씬 셉니다. 이러한 현상을 과학적으로 밝혀낸 사람이 19세기 초 프랑스의 과학자 베르누이입니다. 그는 통로가 좁은 곳을 통과하는 공기는 통로가 넓은 곳을 지나는 공기보다 속도가 빨라진다는 사실을 발견했습니다.

이것은 공기뿐 아니라 모든 기체나 액체(유체)에서 마찬가지입니다. 우리가 자주 사용하는 분무기 역시 바로 이 원리를 이용한 것인데요. 넓은 곳을 통과하던 공기 분자들은 갑자기 통로가 좁아지면 서로 통과하려고 다툽니다. 이 때문에 이동 속도가 빨라져 통로의 벽면에서는 압력이 줄어들게 돼지요. 여기에 물통과 연결한 통로를 내주면 물은 압력이 낮은 곳으로 빨려 올라가게 됩니다. 그래서 물뿌리개 입구로 빨려 올라간 물은 통로를 통과하던 공기와 섞여 분무를 이루면서 고루 뿌려지게 되는 것입니다. (본문 12쪽)

나도 연금술사가 될 수 있다

금빛으로 반짝반짝 빛나기 때문에 정말로 구리가 금으로 바뀐 것이라고 착각하는 사람도 있을 것입니다. 그러나 아쉽게도 우리가 만든 것은 금으로 보이게끔 눈가림을 한 것에 불과합니다. 처음 동전을 아연가루와 수산화나트륨 용액을 넣고 가열하면 아연과 수산화나트륨이 반응해서 아연이 됩니다.

이때 아연은 수산화나트륨에 녹으면서 전자 한 개를 빼앗기는데요(산화). 이 전자는 수소 이온이 넙죽 받아먹습니다(환원). 수소 이온이 온전한 수소 기체가 되는 것이죠. 전자를 잃은 아연은 10원짜리 동전 표면, 즉 구리 표면에 가서 달라붙습니다. 그리고 다시 구리로부터 전자를 빼앗아 이온 상태에서 금속 형태로 자신의 모습을 바꿉니다. 이렇게 해서 10원짜리 동전이 은빛이 반짝거리는 은화로 변신합니다. (본문 52쪽)

내 손으로 직접 해보는 DNA 추출

DNA로 범인을 밝혀내는 것을 ‘DNA 지문법’이라고 합니다. 사람의 DNA는 일란성 쌍둥이를 제외하고는 모두 다르지요. 사람마다 고유한 DNA 염기서열을 갖고 있기 때문에 이론적으로 범죄자를 찾아낼 수 있는 것입니다. 현재 DNA 지문법은 친자 확인 등 다양한 영역에서 매우 유용하게 사용되고 있습니다.
DNA 분석법 중에서 가장 널리 알려져 있는 방법은 RELP법입니다. RELP법은 DNA를 제한 효소로 처리하여 얻어진 DNA 단편의 길이가 다양하다는 특성을 이용하는데요. 가위로 여러 개의 리본의 정해진 곳을 자를 때, 자르는 부위의 리본이 꼬여 있거나 접혀 있는 정도에 따라 그 길이가 서로 다르다는 원리를 응용한 것입니다.

RELP법으로 개체 간의 DNA 염기서열의 차이점, 유전자의 이형접합 검사, 유전자 질환의 유무 등을 밝혀낼 수도 있습니다. 이때 종합효소연쇄반응이라는 과정을 거쳐야 하는데요. 효소를 이용해 DNA 분자의 특정 부위를 시험관 내에서 수백만 배 이상 합성하고, 다시 그 DNA 산물을 다양한 방법으로 분석해 유전자에 대한 정보를 얻어내는 방법입니다. 리본을 한 번 자르면 다시 사용할 수 없기 때문에 같은 길이의 리본을 여러 개 만들어놓는 것과 같은 이치입니다. (본문 163-165)