우유 마블링 실험: 색소가 빙글빙글 도는 원리

집에서 하는 과학실험

세제 한 방울에 우유 위 색깔이 활짝 퍼져요

우유에 식용 색소를 떨어뜨리고 주방 세제를 살짝 대면, 색이 세제에서 멀어지듯 확 퍼지며 계속 소용돌이칩니다. 세제가 우유 표면의 표면 장력을 약하게 하고 우유 속 지방에 달라붙으면서 우유가 움직이고, 그 움직임이 색소를 실어 나르기 때문입니다.

브라우저에서 놀기 진짜로 해 보기

4살부터
10분
거의 어지르지 않아요

화가가 주방 세제를 묻힌 면봉을 우유 접시에 대자 빨강, 파랑, 노랑, 초록 식용 색소가 빙글빙글 돌며 바깥으로 퍼지는 손그림 일러스트.

한눈에 보기

나이

4~10살 (어린아이는 색이 터지는 순간을, 큰 아이는 조건을 바꿔 비교하는 실험을 좋아합니다)

시간

10분

어지르는 정도

적음: 우유 한 접시

어른

가장 어린 아이라면 곁에 있어 주세요

준비물

우유, 식용 색소, 주방 세제, 면봉, 접시 (모두 부엌에 있는 것, 거의 들지 않습니다)

화면 / 실제

둘 다

엉망진창 그림놀이(Extreme Drawing)의 우유 마블링

필요한 건 모두 과학 실험 탭에 있고, 전부 무료예요.

우유 붓기를 누르고 끌어서 종이 위에 하얀 우유 웅덩이를 만들어요.
식용 색소(빨강, 파랑, 초록, 노랑)를 골라 우유에 몇 방울 떨어뜨려요. 진짜 접시에서처럼 색깔 방울이 따로따로 가만히 있어요.
주방 세제를 골라 우유에 대 봐요. 처음 1초 동안 색이 세제에서 확 밀려나고, 그다음 혜성 꼬리 같은 긴 줄무늬가 되어 바깥으로 흘러가요. 빈 자리 두 곳이 만나는 곳에서는 색이 Y자 모양 선으로 모여요. 움직임은 20~45초쯤에 걸쳐 천천히 잦아들어요.

세제가 없는 깨끗한 곳에 세제를 떨어뜨릴 때마다 새로운 빈 자리가 열려요. 이미 세제가 있는 곳에 떨어뜨리면 별일이 없어요. 젖은 수채 물감 위에서도 돼요. 세제가 색 테두리로 둘러싸인 하얀 구멍을 남겨요. 게임 속 우유도 진짜 음식이에요. 그대로 두고 3일 기다리기를 누르면 곰팡이가 피고, 개미들이 찾아와요.

브라우저에서 놀기

베레모 위에 보안경을 올린 화가가 줄무늬 거품이 넘쳐흐르는 병을 살펴보는 손그림 일러스트. 분홍색과 초록색 컵에 담긴 적양배추 즙과 보글보글 거품이 이는 베이킹소다도 있다.

진짜로 해 보기

접시 위에서 하는 우유 마블링

준비물

얕은 접시나 그릇 (흰 접시가 색이 잘 보입니다)
일반 우유(흰 우유), 바닥을 1 cm쯤 덮을 만큼
식용 색소 2~4가지 색
작은 컵에 덜어 둔 주방 세제
면봉
접시 밑에 깔 헌 행주

‘매직 밀크’나 ‘무지개 우유’라고 부르기도 하지만, 모두 같은 실험입니다. 지방이 있는 일반 우유를 쓰세요. 저지방·무지방 우유는 비교 실험에 쓰면 좋습니다.

우유 붓기
접시 바닥이 덮이게 우유를 붓고, 표면이 잔잔해질 때까지 잠깐 기다려요.
색 떨어뜨리기
식용 색소를 가운데 근처에 서로 가깝지만 닿지 않게 떨어뜨려요. 색이 그냥 가만히 있는 걸 봐요.
깨끗한 면봉으로 먼저 해 보기
아무것도 묻히지 않은 마른 면봉을 우유에 대 봐요. 별일 없지요? 이게 비교 실험이에요. 세제가 일을 한다는 걸 보여 줘요.
예상하기
세제가 우유에 닿으면 색은 어떻게 될까요? 섞일까요, 가라앉을까요, 아니면 멀리 달아날까요?
세제를 대고 가만히
새 면봉에 주방 세제를 묻혀, 우유 한가운데에 10초쯤 가만히 대고 있어요. 색이 바깥으로 확 터지는 걸 지켜봐요.
다른 곳에 또 해 보기
다른 곳에도 대 보고, 느려지면 세제를 새로 묻혀 대 봐요. 새로 댈 때마다 소용돌이가 조금씩 작아져요.

어린이 친구에게

우유 맨 위는 쭉 늘어나는 얇은 막 같아요. 세제가 닿은 곳은 막이 약해져서, 나머지 막이 멀리 당겨 가요. 그때 색깔들도 같이 끌려가며 신나게 돌아요.

우유 마블링의 원리: 색이 빙글빙글 도는 이유

어른을 위한 설명. 우유는 대부분 물이고, 그 속에 아주 작은 지방 방울과 단백질이 퍼져 있습니다. 우유 표면은 팽팽하게 당겨진 막처럼 행동합니다(표면 장력). 주방 세제는 계면 활성제여서, 닿은 곳의 표면 장력을 낮춥니다. 그러면 바깥쪽의 더 강한 표면이 우유를 세제에서 멀리 끌어당기고(마랑고니 효과), 그 위에 떠 있던 색소도 함께 실려 갑니다. 세제 분자는 한쪽 끝은 물을, 다른 쪽 끝은 기름을 좋아해서 지방 방울에도 달라붙고, 세제가 고르게 퍼질 때까지 우유가 계속 휘저어집니다. 그래서 소용돌이가 느려지다 멈추고, 세제를 새로 대면 다시 시작하며, 지방이 많은 일반 우유가 무지방 우유보다 대개 더 오래 돕니다. 새로운 물질이 생기지 않으므로 이것은 화학 반응이 아니라 물리 변화입니다.

예상하고, 다음엔 이렇게 해 봐요

한 번에 한 가지만 바꾸고, 먼저 예상해 봐요. 그러면 예쁜 놀이가 진짜 실험이 돼요.

일반 우유일까, 무지방 우유일까?

접시 두 개로 비교해 봐요. 어느 쪽이 더 오래 돌까요? 생크림이나 두유도 해 봐요.

물에서는?

물을 담은 접시에서 똑같이 해 봐요. 색은 어디로 갈까요? 세제를 대면 춤을 출까요?

차가운 우유일까, 미지근한 우유일까?

냉장고에서 막 꺼낸 우유와 한 시간 동안 밖에 둔 우유를 비교해 봐요. 차이가 있을까요?

기름을 한 방울 띄우면?

앱에서 먼저 부엌 탭의 식용유를 우유 위에 조금 부어 봐요. 세제가 떠 있는 기름도 색과 함께 바깥으로 밀어내요.

선생님께

수업에서 하는 우유 마블링

표면 장력은 초등 과학에서 따로 배우지 않으니, 우유 마블링은 탐구 과정을 연습하는 도입 활동으로 쓰기 좋습니다. 아무것도 묻히지 않은 면봉으로 하는 비교 실험, ‘다르게 할 조건’ 하나(일반 우유와 무지방 우유)와 ‘같게 할 조건’ 정하기, 꼼꼼한 관찰이 모두 들어 있습니다. 1~2학년이라면 통합교과의 놀이 활동으로 색이 터지는 순간을 함께 즐겨도 좋습니다. 전자칠판에서는 앱이 우유 한 접시 없이 색이 터지는 모습을 보여 주고, 그다음 모둠별로 각자의 질문을 접시 위에서 실험하게 해 보세요.

선생님을 위한 수업 아이디어