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날계란을 손가락으로 회전시키면 흰자와 노른자가 섞일까?

일상속 호기심/과학

by 스마트 1분 2020. 3. 11. 20:39

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우리가 가장 많이 섭취하는 음식 중 하나인 계란. 실생활에서도, 미디어에서도 계란 깨는 장면은 수 없이 많이 봐 왔지만 한가지 궁금한 점이 있습니다. 날계란을 이리저리 굴려보고, 돌려보고, 팽그르르 회전 시켜 보아도 막상 깨 보면 우리가 아는 형태 그대로의 모습인데요. 과연 계란을 깨지 않은 상태에서 흰자와 노른자가 섞일 수 있을까요? 

 

<shutterstock>

조사를 해본 결과 이 의문에 대해 명확한 답을 찾을 수는 없었지만 가능성이 높은 답은 발견할 수 있었습니다. 그리고 그 이유는 크게 두 가지로 나누어 볼 수 있습니다. 바로 물리학적인 측면과 생물학적인 측면, 이 두 가지 측면에서 그 이유를 찾아 볼 수 있었죠. 
 
▶먼저 물리학적인 근거를 알아보도록 하겠습니다. 달걀을 세워놓고 휙 하고 돌릴 때 껍질은 바로 돌아가게 됩니다. 하지만 액체 상태인 내부의 흰자와 노른자는 껍질만큼 잘 돌아가지는 않습니다. 여기에 대해 이해를 돕기 위해서 '관성의 법칙' 그리고 액체의 '점성' 에 대해 알아 볼 필요가 있습니다. 
 
관성의 법칙은 움직이는 물체는 계속 움직이려 하고, 정지해 있는 물체는 계속 정지해 있으려고 하는 성질로 쉽게 말하면 변화를 거부하는 성질을 의미합니다. 즉, 변화를 거부하기 때문에 멈춰 있던 물체에 회전을 하게 되면 물체는 회전의 반대방향으로 갈려고 하는 것이죠. 

 

 

<관성의 예, makeagif>

 

특히 이런 변화를 거부하는 성질은 고체보다 액체에서 더욱 뚜렷하게 나타납니다. 쉬운 예로 책상 위의 연필은 만지는 즉시 데굴데굴 굴러가지만, 컵 속의 물은 스푼으로 젓는다고 바로 휙 하고 돌아가진 않죠. 일정한 리듬으로 반복해서 저어야 회오리를 만들며 돌지만, 이마저도 고체를 움직일 때와는 다르게 가하는 힘 그대로를 전달받진 못합니다.

이런 특성이 나타나는 이유는 액체는 서로 떨어지지 않으려는 성질인 점성이 있기 때문이죠. 즉, 액체는 그 안의 입자들의 점성 때문에 고체보다 쉽게 돌지 않고, 돌기 시작하더라도 천천히 회전하는 것입니다. 그리고 이것이 달걀에도 적용이 되는 것이죠. 

 

달걀을 손으로 회전시킬 때 껍질은 고체이기 때문에 바로 움직이게 되지만, 내부는 액체 상태이므로 점성으로 인해 고체보다 더 느리게 회전하게 됩니다. 노른자와 흰자가 섞일려면 두 물질에 충분한 회전력이 작용해야 되는데 위와 같은 이유로 회전력이 감소하므로 충분한 힘이 전달이 될 수 없는 것이죠. 

 

<gyfcat>

 

 

더군다나 이 회전력은 껍질에 전달된 힘이 흰자로, 다시 흰자에서 노른자로 점진적으로 전달됩니다. 이렇게 단계적으로 전달되는 힘은 껍질에서부터 노른자까지 도달하며 마찰력으로 전환되기도 하죠. 즉, 힘이 집중되지 않고 분산되며 일부 힘은 다른 힘으로 전환 혹은 상쇄되니 결국 노른자에 도달하는 회전력은 아주 미미한 수준만 남게 되어 거의 영향을 끼치지 않게 됩니다.

다시 말해, 회전하고 있는 계란의 내부는 충분치 못한 회전력을 받기 때문에 흰자와 노른자가 섞이기 어렵게 만드는 것입니다. 더군다나 여기에 한가지 또 다른 근거가 있는데 바로 계란의 구조가 그것입니다.
 
사실, 계란의 내부는 우리가 생각하는 것 보다 조금 다양한 구조로 이루어져 있는데 그 구조 중 하나가 계란을 까 보면 보이는 항상 껍질에 붙어있는 얇은 막입니다. 우리가 흔히 계란 껍질이라고 하는 '난각' 안쪽에는 두 겹의 '난각막'이 형성되어 있는데, 이것이 바로 껍질에 붙어있는 얇은 막입니다.

난각막은 흰자위를 감싸고 있고 이 흰자위와 노른자위 사이에는 '난황막'이 형성되어 있죠.
 

(자료출처 : 식약처)

 
난각막과 난황막은 모두 달걀의 내부를 보호하는 역할을 하는데 보통 난각과 난각막은 외부의 미생물이 달걀 내부로 침투하는 것을 막아주고, 난황막은 난황(노른자)을 감싸 보호하는 역할을 합니다. 
 
달걀의 흰자위가 단백질로 이루어져 있으며 노른자에는 비타민과 무기질, 그리고 불포화지방산 등 달걀이 병아리로 부화하기 위한 필수적인 영양소가 들어있는데 이렇게 중요한 노른자위가 잘 보호되어야 하는것은 당연한 일이기 때문에 이렇게 구조적으로 보호를 받는 것이죠. 

그리고 이 난황막은 육안으로는 관찰이 어려울 정도의 아주 얇은 막으로 형성되어 있어 일정 충격에 찢어질 수도 있지만 어느정도 난황을 지켜주는 역할을 합니다. 그래서 이 난황막이 흰자와 노른자가 섞이는 것을 방지하는 역할도 하는 것이죠. 

 

 

이미지: https://en.clipdealer.com/vector/media/A:50437069?

즉, 관성과 점성으로 인해 날달걀 내부가 받는 힘은 줄어들고 구조적으로 노른자가 보호를 받으니 어지간히 세게 달걀을 돌리지 않는 한 날달걀의 흰자와 노른자가 섞이기는 어렵게 되는 것입니다.

 

하지만 난황막이 찢어질 정도의 힘이 내부에 가해지면 흰자와 노른자가 섞일 수도 있는데 실제로 셔츠에 계란을 넣고 고무줄을 이용해 아주 세게 돌리면 흰자와 노른자가 섞일 수도 있다고 합니다. 

 

※ 참고자료·논문자료·자문 등 도움

 

1) 액체의 ‘정지의 관성’
2) What is the relation between viscous force and the inertial force?
3) [과학, 아하 그렇군요]날계란 삶은계란 구별 방법
4) 표준계란 대한양계협회

5) 공주대학교: 관성의 법칙

6) The chemistry of egg and egg's shell

7) 난각(ES)과 난각막(ESM)의 기체상 유해물질 흡착연구

8) 계란의 과학과 그 이용, 한석현, 선진문화사(책)

 

 

 

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