바리 액체와 마찬가지로 기체도 물체에 압력을 가하는데, 공기 중에 있는 우리나 주변의 물체들은 모두 공기에 잠긴 상태잖아? 따라서 공기 중의 물체의 밀도가 만일 공기의 밀도보다 크다면 떠오르지 못하고 바닥에 떨어져 있는 거고, 공기밀도보다 작다면 떠오르는 거지.
민준 아하~ 우린 모두 공기 중에 잠긴 상태로 사는 거네요. 그럼 놀이동산에서 파는 풍선에는 공기밀도보다 작은 밀도의 기체가 들어 있다는 거네요? 제가 내쉰 숨은 밀도가 크고 말이죠?
서연 놀이동산에서는 파는 풍선에는 헬륨가스를 넣는다고 들은 적 있어요.
바리 그래. 헬륨기체는 공기보다 밀도가 낮아서 놓치면 하늘 높이 날아가버리지. 공기에 의한 부력은 공기밀도에 비례하니까, 부력이 풍선의 무게보다 더 클 것 아니겠어?
민준 우리가 내놓는 숨(날숨)에는 이산화탄소가 많아서 무거운 건가요? 산소를 마시고 이산화탄소를 내놓는 거니까요.
바리 맞아. 사실 우리가 마시는 공기에는 질소가 가장 많고 다음이 산소고 이산화탄소는 조금 있는데, 우리가 내놓는 숨에는 산소는 줄어들고 이산화탄소는 늘어나지.
/ 2권_ 11. 풍선처럼 공중부양을?(94-95쪽)


바리 물은 항상 표면부터 얼지? 왜 물은 표면에서부터 얼까? 바닥부터 얼지 않고?
서연 그거야 물 표면과 닿고 있는 공기가 차가우니 표면의 물분자만 얼음이 되는 것 아니에요? 물속까지 온도가 내려가려면 힘들잖아요.
바리 그렇게 단순하지 않아. 우리 동네 호수가 어는 과정을 예로 생각해보자. 호수의 평균온도가 10°C 고, 바깥 기온은 영하 5°C 라고 하고 말이야. 네 말대로 표면에 있는 물의 온도는 떨어지겠지. 예를 들어 물의 온도가 10°C 에서 9°C 로 떨어졌다고 생각해봐. 9°C 물은 계속 표면에 있으면서 온도가 떨어질 수 있을까?
민준 9°C의 물이 표면에 있을 수 없다는 뜻으로 들리는데 왜 그렇죠?
바리 온도가 떨어졌을 때 밀도가 어떻게 변하는가를 생각해보란 것이었어. 9°C 의 물은 10°C 의 물보다 밀도가 커서 표면에 있지 못하고 10°C 물 밑으로 내려가게 돼. 그럼 표면은 10°C 물이 되고 이것이 식어서 다시 9°C 가 되면 또 밑으로 내려가고. 그래서 결국 호수 전체가 9°C 가 될 때까지 이 과정을 반복하고 말이야.
서연 아하, 그럼 9°C 물은 다시 영하 5°C 의 바깥 공기 때문에 8°C가 되고 8°C 물의 밀도는 9°C 물의 밀도보다 커서 밑으로 내려가고 해서 다시 호수 전체가 8°C 가 되겠네요.
바리 그렇지. 그런 식으로 계속 호수의 온도가 내려가 전체가 4°C가 되겠지? 그럼 어떤 일이 벌어질까? 호수의 평균온도는 계속 4°C에서 3°C로 떨어질까?
민준 음… 4°C 물은 가장 밀도가 크다고 했으니까 호수 표면의 온도가 3°C 로 떨어져도 이제는 4°C 물 밑으로 내려가지 못하겠군요. 호수 전체가 가장 밀도가 큰 4°C 면 표면에 있는 3°C
물의 밀도는 4°C 보다 작다는 뜻이니까 그냥 떠 있어야 하잖아요.
바리 바로 그거야. 호수의 온도가 모두 4°C 가 되면 호수의 표면 온도만 3°C , 2°C , 1°C 로 계속 떨어져 결국 0°C 가 되면 얼기 시작하는 거지. 만일 물의 온도가 4°C 보다 낮을 때도 계속 밀도가 커진다면 결국은 호수 바닥부터 얼게 될 텐데 말이야.
서연 아하, 그래서 바닥부터 생기는 얼음에서 스케이트를 타려면 수영복을 입어야 한다고 하신 거군요. 천만다행인데요.
/ 2권_ 18. 수영복 입고 스케이트를?(151-152쪽)

바리 그렇지. 철로에 귀를 대고 있으면 보이지 않는 기차의 소리가 들리기도 하지. 옛날에 인디언들이 땅에 귀를 대어 말발굽 소리를 듣곤 적의 침입을 미리 알았다든지 하는 것은 모두 공기보다 고체를 통해 소리가 잘 전달되는 성질을 이용한 것이야. 너희도 컴퓨터 책상에 귀를 한번 대고 들어봐. 컴퓨터 소음이 훨씬 잘 들릴 테니까 말이야.
서연 집에 가서 해봐야겠어요.
바리 아까 얘기했듯이, 같은 공기라도 대낮에 땅이 따뜻해져서 땅 근처의 공기는 아주 따뜻하고 좀 더 위의 공기는 그리 따뜻하지 않은 경우를 생각해봐. 이런 공간을 지날 때 소리는 어떻게 되는지 말이야.
서연 지표면 근처에서는 소리가 빨리 지나지만 상대적으로 온도가 낮은 위쪽에서는 천천히 지날 테니까 소리가 위로 휘겠네요?
바리 그렇지. 낮에는 소리가 위로 휘는 경향이 있는 거지. 반대로 한밤중에는 어떨까?
민준 한밤중에는 비열이 작은 땅이 빨리 식어 땅 근처의 공기는 온도가 낮고, 위의 공기는 상대적으로 온도가 높을 테니까 소리가 아래쪽으로 휘겠네요?
/ 2권_ 35. 낮말은 새가, 밤말은 쥐가(289쪽)