작품번호

1602

제56회 전국과학전람회

지도논문연구대회

논문명 : 막걸리병 옆면을 누른 후 병뚜껑을 열면

거품이 나오지 않는 이유에 대한 탐구 지도

출품부문: 농림수산

2010. 7.

구 분 성 명

지도교사

출품학생

차 례

Ⅰ. 지도 동기 및 목적 ·······································································································1

1. 지도 동기 ·························································································································1

2. 탐구 목적 ·························································································································1

Ⅱ. 지도의 개요 ···················································································································2

1. 지도 절차 ·························································································································2

2. 지도의 주안점 ·················································································································3

3. 지도 기간 ·························································································································4

4. 지도 방법 ·························································································································4

Ⅲ. 사전 탐구 내용 지도 ····································································································5

1. 막걸리는 어떻게 만들까? ·····························································································5

2. 막걸리를 사람들이 왜 좋아할까? ···············································································7

Ⅳ. 탐구 내용 및 결과 지도 ····························································································10

제1과제 : 막걸리는 막걸리병을 왜 흔들어 마실까? ················································10

탐구1 : 막걸리에 들어있는 물질 탐구 ··································································································10

탐구2 : 막걸리병을 흔들기 전과 흔든 후의 비교 탐구 ····································································13

제2과제 : 막걸리병을 흔들때 어떤 기체가 나올까? ················································15

탐구3 : 발생하는 기체의 종류 탐구 ······································································································15

탐구4 : 흔든 횟수와 기체의 발생량 탐구 ····························································································17

제3과제 : 막걸리병을 누르면 거품이 줄어들까? ······················································20

탐구5 : 막걸리에서 거품이 발생하는 현상 탐구 ················································································20

탐구6 : 막걸리병을 누르는 위치에 따라 거품이 줄어드는 현상 탐구 ··········································23

제4과제 : 오래 저장 할 수 있는 막걸리병을 제작할 수 는 없을까? ··················27

탐구7 : 시중에서 판매되는 막걸리병의 모습 탐구 ············································································27

탐구8 : 오래 저장할 수 있는 막걸리병 제작 ······················································································29

Ⅴ. 결론 ·································································································································30

1. 탐구 결과 ·······················································································································30

2. 결론 ·································································································································30

3. 전망 및 활용성 ·············································································································31

4. 지도 후 느낀점 ·············································································································31

♣ 참고문헌 ····························································································································32

- 1 -

Ⅰ. 지도 동기 및 목적

1. 지도 동기

지도 학생 집은 청양군 목면에 있으며 아버지께서 양조장을 운영하고 있다.

그래서 지도학생은 어려서부터 양조장에 대하여 다른 친구들보다는 많은 관심을

갖게 되었으며 특히, 막걸리에 대하여 관심도 가지게 되었다.

그리고 동내 어른들이 가끔 지도학생 집에 막걸리를 마시러 오신다. 그런데

막걸리는 다른 술과는 달리 어른들이 마시기전 반드시 막걸리병을 흔든 후 마시

는 것을 보게 되었다.

그런데 그 순간 이상한 현상을 발견하였다.

막걸리병을 따는 순간 막걸리병속에서 거품이 밖으로 흘러나와 주변을 더렵히

는 것을 보게 되었다.

지도학생 아빠께서는 막걸리는 흔들어 마셔야 하는데 흔들면 거품이 나오게

되어있다고만 말씀을 해 주셨다.

지도학생 아빠의 말씀대로라면 막걸리를 마실 때 항상 거품이 밖으로 흘러나

와 주변을 어지럽히는데 거품을 나오지 않게 하는 방법은 없을까?

이것이 궁굼하여 지도학생 아빠에게 여쭈어 보았더니 글쎄????? 하고 답

변을 잘 해주지 못하셨다.

그래서 이점에 대하여 고민 끝에 본 탐구를 시작하게 되었고 지도를 하게 되었다.

(막걸리병을 흔들기 전의 모습) (막걸리병을 흔든 후의 모습)

2. 탐구 목적

좋은 맛을 내는 막걸리는 막걸리에 용해되어 있는 탄산물질과 막걸리병을 흔

들어 고형물질을 잘 섞은 막걸리이다. 그런데 막걸리병을 흔들면 탄산가스의 발

생과 함께 막걸리의 고형물질 때문에 많은 기포가 발생하게 되고, 이로 인하여

막걸리병 뚜껑을 열면 막걸 리가 넘쳐흘러 고형물질이 밖으로 나와 주변을 더럽

힌다. 그래서 막걸리병을 흔든 후 막걸리 병뚜껑을 열 경우 막걸리가 흘러넘치지

않게 하는 방법을 탐구하는데 그 목적이 있다.

- 2 -

Ⅱ. 지도의 개요

1. 지도의 절차

막걸리병 옆면을 누른 후 병뚜껑을 열면 거품이 나오지 않는 원인을 밝혀내

기 위해서는

① 막걸리는 막걸리병을 왜 흔들어 마실까에 대한 탐구를 하여야 한다.

② 그리고 막걸리병을 흔들 때 어떤 기체가 나올까와 막걸리병을 누르면 거

품이 줄어들까를 탐구 하여야 한다.

③ 위 탐구 과정을 거치면 본 탐구 주제인 ‘막걸리병 옆면을 누른 후 병뚜껑

을 열면 왜 거품이 나오지 않을까?’를 알아낼 수 있다.

④ 마지막으로 거품이 나오지 않는 이유에 대해 음료에 대하여 탐구함으로써

그 이유에 대한 원리를 찾아내고자 한다.

<탐구 내용>

사전 탐구 과제 - 탐구

① 막걸리는 어떻게 만들까?

② 막걸리를 사람들이 왜 좋아할까?

1차 탐구 과제 -막걸리는 막걸리병을 왜 흔들어 마실까?

① 막걸리에 들어있는 물질 탐구

② 막걸리병을 흔들기 전과 흔든 후의 비교 탐구

2차 탐구 과제 -막걸리병을 흔들때 어떤 기체가 나올까?

③ 흔든 횟수와 기체의 발생량 탐구

④ 발생하는 기체의 종류 탐구

3차 탐구 과제 - 막걸리병을 누르면 거품이 줄어들까?⑤ 막걸리에서 거품이 발생하는 현상 탐구

⑥ 막걸리병을 누르는 위치에 따라 거품이 줄어드는 현상 탐구

4차 탐구 과제 - 오래 저장할 수 있는 막걸리병을 제작할 수는 없을

까?⑦ 시중에서 판매되는 막걸리병의 모습 탐구

⑧ 오래 저장할 수 있는 막걸리병 제작

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2. 지도의 주안점

과 정 과 제 주 안 점

탐구 ① →① 막걸리의 제조 과정 탐구

② 막걸리의 발효 특성 탐구기초 탐구

(막걸리의

제작과정과

역사)

↓

탐구 ② →① 막걸리의 역사 탐구

② 막걸리의 우수성과 문제점 탐구

↓

탐구 1 → 막걸리에 들어 있는 물질 탐구탐구 과제 1

(막걸리병을

흔드는 이유

탐구)

↓

탐구 2 → 막걸리병을 흔들기 전과 흔든 후의 비교 탐구

↓

탐구 3 → 발생하는 기체의 종류 탐구탐구 과제 2

(막걸리병에서

나오는 기체

탐구)

↓

탐구 4 → 흔든 횟수와 기체의 발생량 탐구

↓

탐구 5 → 흔든 횟수와 거품의 발생량 탐구탐구 과제 3

(막걸리병을

누르면 거품의

발생량 탐구)

↓

탐구 6 →막걸리병을 누르는 위치에 따라 거품이 줄어드는 현상

탐구

↓

탐구 7 → 시중에서 판매되는 막걸리병의 모습 탐구

탐구 과제 4

(창의적인 응용) ↓

탐구 8→오래 저장할 수 있는 막걸리병을 제작

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3. 지도 기간

가. 기간 : 2009년 5월~2010년 8월(16개월)

나. 세부추진상황

구분기간(년월)

추진내용

2009 2010

5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8

주제

탐색

주제 탐색

선정 주제 검색 및 탐구 조사

관련 자료 조사

탐구

활동

실시

탐구 활동 실시

기초탐구 자료기구 제작

탐구를 위한 설계안 작성

실험기구 제작

다양한 탐구 활동

결과

정리

교내 발표회 실시

탐구 결과 정리 및 발표

탐구 보고서 작성

4. 지도 방법

가. 막걸리에 관한 기초탐구 과정은 직접 관찰 및 문헌 조사를 통해 수행하

였고, 그 현상에 대한 세심한 관찰을 통하여 탐구과제 4가지를 선정하였다.

나. 실험 조건 통제에 유의하면서 탐구 과제에 따른 탐구 실험을 실시한다.

1) 막걸리는 막걸리병을 왜 흔들어 마시는지에 대한 특징을 탐구한다.

2) 막걸리병을 흔들때 어떤 기체가 나오는지 탐구한다.

3) 막걸리병을 누르면 거품이 줄어들까에 대해 탐구한다.

다. 오래 저장할 수 있는 막걸리병을 제작하고 이를 활용한다.

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Ⅲ. 사전 탐구 지도

1. 막걸리는 어떻게 만들까?

막걸리가 어떻게 제조하는지 제조과정을 사전 탐구하여 막걸리의 탐구에

기초자료로 활용하고자 한다.

가. 막걸리의 제조과정 탐구

1) 탐구내용

가) 막걸리란?

탁주·농주·재주·회주라고도 한다. 한국에서 역사가 가장 오래된 술로, 빛깔이

뜨물처럼 희고 탁하며, 6∼7도로 알코올 성분이 적은 술이다. 주로 찹쌀 ·멥쌀 ·

보리 ·밀가루 등을 찐 다음 수분을 건조시켜(이것을 지에밥이라고 한다) 누룩과

물을 섞고 일정한 온도에서 발효시킨 것을 청주를 떠내지 않고 그대로 걸러 짜

낸다. 옛날 일반 가정에서는 지에밥에 누룩을 섞어 빚은 술을 오지그릇 위에 ‘井’

자 모양의 겅그레를 걸고 그 위에 올려놓고 체에 부어 거르면 뿌옇고 텁텁한 탁

주가 되는데 이것을 용수를 박아서 떠내면 맑은술[淸酒]이 된다. 이때 찹쌀을 원

료로 한 것을 찹쌀막걸리, 거르지 않고 그대로 밥풀이 담긴 채 뜬 것을 동동주라

고 한다.

나) 막걸리 빚는 법

(1) 멥쌀 2말을 물로 깨끗이 씻어 12시간 이상 불린 뒤, 시루에 안쳐 고두밥을

짓는다.

(2) 누룩을 콩알 크기로 잘게 부숴서 하루 밤낮으로 햇볕을 쬐고 이슬을 맞혀,

곰팡이 등 잡냄새를 제거하고 살균하여 사용한다.

(3) 고두밥이 익으면 고루 펼쳐서 차게 식힌 뒤, 물 2말 8되와 누룩 1말 2되를

함께 섞고 오랫동안 치대어 밑술을 만든다.

(4) 소독하여 준비해 둔 술독에 밑술을 담아 안치고, 예의 방법으로 하여 여름

에는 4～5일, 겨울철에는 6～7일간 발효 시키면 술이 익는다.

(5) 술이 익었으면 물을 적당향 부으면서 체나 술자루를 이용 걸러낸다.

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종국 섞는 모습 저온 저장실

발효실 발효되는 모습

막걸리 담는 장치 막걸리병 모습

나. 막걸리의 발효 특성 탐구

1) 막걸리의 발효 과정에서 나오는 물질 탐구

가) 발효의 종류

효모를 이용한 알코올 발효식품, 곰팡이를 이용한 발효식품, 세균을 이용한

발효식품, 이 세 개를 혼합한 발효식품이 있다.

먼저 효모를 이용한 알코올 발효식품으로 우리나라에서는 막걸리가 있다.

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곰팡이 발효식품은 유럽산 치즈가 있다. 세균 발효 식품은 일본의 낫또가 있

다. 혼합발효로 보면, 우리나라의 된장이 있다. 초기 누룩을 만들 때는 곰팡이에

의한 발효가 되다가, 이후에는 세균 위주의 발효가 이루어진다. 발효의 과정이

다르다. 일단, 발효를 하려는 목적식품에 따라서, 그 식품을 만들 수 있는 미생물

이 결정이 되고, 들어가는 물질과 그 물질을 이용하는 효소, 그리고, 최종 생산

물은 다 다를 수밖에 없습니다. 이것은 하나하나 찾아보는 방법 밖에 없는 것 같

고요. 주위 환경에 따라서, 발효과정이 바뀌는 것을 뜻하는 것이라면, 대표적으로

막걸리와 식초가 있을 수 있다. 이 두 식품은 한 종류의 효모에 의해서 생산이

가능합니다. 단, 발효 과정을 호기적 조건(산소가 통하는 조건), 혐기적 조건(산

소 차단 조건)으로 하냐에 따라서, 식초(호기적), 막걸리(혐기적)라는 최종 생산

물이 달라진다.

나) 발효 식품의 종류

(1) 막걸리 : 누룩곰팡이에 의해서 만들어 진다.

(2) 증류주(브랜디,럼주, 위스키,보드카,진 소주) : 일반적으로 효모는 15%이상의

알코올에는 견딜 수 없기 때문에 그 이상 독한 주류는 증류해서 만든다.

(3) 식초 : 초산균에 의해서 만들어진다.

(4) 포도주, 맥주 : 효모에 의해서 만들어진다.

(5) 빵 : 빵의 효모

(6) 버터 : 크림에 유산균을 넣어서 만드는 버터도 있다.

(7) 김치 : 유산균등

(8) 치즈, 요구르트 : 원료를 유산균으로 발효시켜서 만든다.

(9) 된장, 간장 : 곰팡이에 의해서 만들어 진다.

2. 막걸리를 사람들이 왜 좋아할까?

가. 막걸리의 역사 탐구

1) 탐구내용

가) 막걸리의 역사

막걸리는 우리나라 술이다. 그 토속적인 맛과 그에 얽힌 정감어린 이야기를

보면 천생 이 술이 우리나라 술일 수밖에 없다. '비 오는 날 왜 막걸리와 부침개

를 먹는가'는 물음에 생전의 이선관 시인은 이렇게 답했다. "농경 사회에서는 비

오는 날이면 일을 할 수 없었다 아이가. 특히 장마 때 눅눅한 날씨에는 농부 뿐

만 아니라 가축도 지치거든. 비가 주룩주룩 내리는 날 농부들이 뭐하겠나. 농경

사회에서 비와 막걸리는 찰떡궁합 아이가." 토속적 맛에 정감어린 사연이 있다.

개구쟁이도 맛있다고 '홀짝' 막걸리에 얽힌 추억담도 그 이름, '민가에서 막 걸

러 낸 술'과 어찌나 그렇게 닮았는가. 우리 소설에 보면 허기 진 보릿고개에 술

찌끼미를 먹고 취한 개구쟁이 녀석들이 자주 나온다. 술 주전자 들고 가다 홀짝

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홀짝, "아부지, 오다가 엎어졌어예"하면 "잘 가다가 술 주전자만 들면 엎어 지느

냐"며 껄껄 웃는 들녘의 아비들. 천상병 시인이 어느 날 단골 막걸리집을 바꾸었

다. 부인 목순옥 여사가 "새로 가는 술집주인이 예쁜 여자인가 보죠?"하고 물었

다. 천상병 시인 왈 "문디 가시나, 새로 가는 막걸리 집은 잔이 더 크다 아이가."

우리나라 역대 대통력께서도 많이 마신 막걸리이다. 박정희 전 대통령께서 마신

막걸리는 부산에서 빚은 금정산성막걸리와 경기도 고양의 배다리막걸리라고 한

다. 노무현 전 대통령께서 맛에 반해 앉은 자리에서 여섯 잔을 비웠다는 단양 대

강막걸리, 이명박 대통령께서 즐겨 마신다는 자색고구마 생막걸리가 있다.

요즘 막걸리는 골프장 그늘 집에도 보이고, 국빈 만찬장에서도 건배주로 사용

된다고 한다. 식당에 가면 옆 자리에서 으레 막걸리 주문하는 소리가 들린다.

나. 막걸리의 우수성과 문제점 탐구

1) 탐구내용

가) 막걸리 열풍

막걸리 '열풍'이 드세다. 일본 관광객들이 다이어트에 좋다며 마트 등에서 싹

쓸이 쇼핑을 한다는 매스컴의 기사가 보도되었다. 막걸리 열풍은 맥주와 와인을

위협할 수준으로 치닫고 있다. 서울탁주의 올해 막걸리 판매량이 전년대비 24%

증가하였다. 일본관광객들이 많이 찾는 롯데마트 서울역점 막걸리 판매량은 작년

보다 50% 증가하였다. 서울탁주제조협회 박상태 부장은 "작년말부터 막걸리 판

매량이 급증하고 있다"고 말했다.

막걸리 심포지움 장면

나) 막걸리 문제점

막걸리는 마실 때 흔들어 마셔야 맛있다. 그러나 막걸리를 흔들어 마시다 보

면 거품이 막걸리병 밖으로 넘쳐 나온다. 그래서 주변을 더렵혀 모양도 좋지 않

고 비위생적으로 보이는 문제점이 있다.

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<사전탐구를 통해 알아낸 점>

1. 막걸리는 발효 중에서 알코올 발효에 해당한다.

2. 막걸리 속에는 알코올 뿐 만 아니라 건강에 좋은 다양한 물질이 들어

있다.

3. 그러나 막걸리는 흔들어 마셔야 맛있다는 문구가 막걸리병에 적혀 있으

며 흔들어 보니 거품이 막걸리병 밖으로 흘러나와 주변을 더렵혔다.

<사전탐구를 통해 탐구설계 작성>

1. 막걸리의 제조과정, 막걸리의 발효 특성, 막걸리의 특성 사전 탐구를

통하여 막걸리의 우수성을 알게 되었으나

2. 막걸리는 흔들어 마셔야 맛이 나는 특성 때문에 막걸이병을 흔들게 되

고 이로 인해 부산물로 고형물질이 섞인 거품이 발생하여 막걸리병 밖

으로 거품이 흘러나옴으로 해서 주변을 더렵혀 이를 해결하는 방법은

없는지에 대한 탐구를 통해 밝혀내고자 한다.

- 10 -

Ⅳ. 탐구 내용 및 결과 지도

<탐구과제1> 막걸리는 막걸리병을 왜 흔들어 마실까?

탐구1 막걸리에 들어 있는 물질 탐구

가. 탐구 목표

막걸리에 들어 있는 물질을 탐구 한다.

나. 가설 설정

막걸리에는 건강에 유익한 다양한 물질이 들어 있을 것이다.

다. 탐구 방법

1) 준비물

생막걸리, 성분 검사지(포도당, 단백질, pH), 거름종이, 요오드-요오드화

칼륨 용액

2) 실험방법

가) 성분 검사지를 이용하여 성분을 분석한다.

나) 오감을 이용하여 탐구한다.

다) 시약을 이용하여 성분을 조사한다.

라. 탐구내용

1) 성분 검사지를 이용한 막걸리 성분 검사

▷검출 성분 : 포도당 500(mg/dl)

: 단백질 8(mg/dl)

: pH 5

막걸리에 넣기 전(왼쪽)과

넣은 후(오른쪽) 비고

▷ 우리들의 관찰 : 포도당 500(mg/dl), 단백질 8(mg/dl), pH 5로 나타났다.

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▷우리들의 관찰

- 포도당 : 500(mg/dl)

- 단백질 : 8(mg/dl)

- 산도 : pH 5

막걸리 용액 속에 넣기 전(왼쪽)과

막걸리 용액속의 고형물을 거름종이로

거른 후(오른쪽) 비교

▷ 우리들의 관찰 : 포도당 500(mg/dl), 단백질 8(mg/dl), pH 5로 나타나 거

름종이로 거르기 전과 차이가 나지 않았다.

2) 오감을 이용하여 탐구한 결과

탐구내용 결과

맛 보기감칠맛(단맛, 신맛, 쓴맛, 떫은맛)

과 시원한 맛

냄새 맛기 알코올냄새, 누룩냄새

색깔 보기 탁한 흰색

만져 보기 미끈미끈함

3) 고형물질 조사(요오드-요오드화칼륨용액으로 녹말 성분 조사)

▷우리들의 관찰

- 빵에서는 청남색으로 뚜렷이 변하여

녹말이 많음을 알 수 있지만 막걸리는

색 변화가 많지 않아 미량의 녹말이

함유되어 있음을 알 수 있음막걸리에서 나온 고형물질(왼쪽)과

빵(오른쪽)에 각각

요오드-요도드화칼륨용액을 떨어뜨려본

결과)

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<알아낸 점>

1. 먹걸리에는 pH 5로서 산성임을 알 수 있다.

2. 만저 보았을 때 미끈 미끈함을 보아 단백질 성분이 있음을 알 수 있다.

<궁금한 점>

막걸리를 흔들기 전과 흔든 후 무엇이 달라질까?

- 13 -

탐구2 막걸리 병을 흔들기 전과 흔든 후의 비교 탐구

가. 탐구 목표

1. 막걸리병을 흔들기 전과 흔든 후의 모습을 알아본다.

2. 막걸리병을 흔든 후의 모습을 관찰하고 문제점을 분석한다.

나. 가설 설정

막걸리병을 흔들면 막걸리 맛이 좋아질 것이다.

다. 탐구 방법

1) 준비물

생막걸리병, 메스실린더, 주사기

2) 실험방법

가) 메스실린더에 막걸리를 넣는다.

나) 막걸리를 흔들어 막걸리의 물질 중 가라앉는 모습을 관찰한다.

다) 맛보기, 색깔보기, 냄새 맡기 등을 관찰하고 문제점을 찾아낸다.

라. 탐구내용

1) 고형물질에 대한 관찰

흔든 후의 모습 40분후의 모습

▷ 우리들의 관찰 : 흔든 후에는 고형물질이 보이지 않았으나 40분 후 고형물

질이 모두 실린더 아래쪽에 쌓여있는 모습이 보였다.

2) 맛에 대한 관찰

▷ 우리들의 관찰 : 흔들기 전보다는 흔든 후 말걸리 맛이 좋았다.

- 14 -

3) 막걸리병을 흔들어 넘치는 기포에 대한 관찰

기포가 나오는 모습 막걸리가 흘러 넘치는 모습

▷ 우리들의 관찰 : 흔든 후에는 기포와 고형물질이 함께 넘쳐흐른다.

4) 발생하는 기체에 대한 관찰

흔들기 전의 모습 40회 흔들었을 때의 모습

▷ 우리들의 관찰 : 흔든 후에는 기체가 발생함을 알았다.

<알아낸 점>

1. 막걸리가 시간이 흐를수록 실린더의 아랫방향으로 가라앉는 모습을 볼

수 있었다.

2. 맛을 본 결과 막걸리 맛이 흔들기 전 보다 흔든 후가 더욱더 맛이 있

음을 알 수 있었다.

<궁금한 점>

막걸리를 흔든 결과 막걸리병 내부에 기체가 발생하여 먹걸리병이 부풀이

오르는데 그 기체는 어떤 기체일까?

- 15 -

<탐구과제2> 막걸리 병을 흔들 때 어떤 기체가 나올까?

탐구 3 발생하는 기체의 종류 탐구

가. 탐구 목표

1. 막걸리병을 흔들 경우 어떤 현상이 발생하는지 관찰한다.

2. 막걸리병을 흔들 경우 어떤 기체가 발생하는지 탐구한다.

나. 가설 설정

막걸리병을 흔들 경우 이산화탄소기체가 발생할 것이다.

다. 탐구 방법

1) 준비물

막걸리병, 양초, 주사기, 성냥

2) 실험방법

가) 공기를 주사기에 주입하여 기체를 내뿜는다.

나) 막걸리에서 나오는 기체를 주사기에 주입하여 기체를 내뿜는다.

다) 사이다에서 나오는 기체를 주사기에 주입하여 기체를 내뿜는다.

라. 탐구내용

1) 주사기 발사 모습

가) 공기를 주입한 주사기 발사 모습

공기중에서의 주사기 발사모습 1 공기중에서의 주사기 발사모습 2

▷ 우리들의 관찰 : 주사기에서 공기를 내뿜은 결과 촛불이 꺼지지 않았다.

- 16 -

나) 막걸리에서 주사기 발사 모습

막걸리서의 주사기 발사전 모습 1 막걸리서의 주사기 발사모습 2

▷ 우리들의 관찰 : 주사기에서 공기를 내뿜은 결과 촛불이 꺼졌다.

다) 사이다에서의 주사기 발사 모습

사이다에서의 주사기 발사 전모습 1 사이다에서의 주사기 발사모습 2

▷ 우리들의 관찰 : 주사기에서 공기를 내뿜은 결과 촛불이 꺼졌다.

<알아낸 점>

1. 공기중에서 주사기를 이용하여 촛불에 주사기를 주입한 결과 촛불이 꺼지

지 않았다.

2. 막걸리에서 나오는 기체를 주사기를 이용하여 모아 촛불에 주입한 결과

촛불이 꺼졌다.

3 사이다에서 나오는 기체를 주사기를 이용하여 모아 촛불에 주입한 결과 촛

불이 꺼졌다.

4. 막걸리와 사이다 모두 촛불이 꺼지는 것으로 보아 이산화탄소임을 알 수

있다.

<궁금한 점>

그러면 막걸리통을 흔든 횟수와 기체의 발생량은 어떤 관계가 있을까?

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탐구 4 흔든 횟수와 기체의 발생량 탐구

가. 탐구 목표

1. 막걸리병을 흔든 횟수와 기체의 발생량을 탐구한다.

2. 막걸리와 사이다의 기체의 발생량을 탐구한다.

나. 가설 설정

흔든 횟수가 증가할수록 기체의 발생량의 증가할 것이다.

다. 탐구 방법

1) 준비물

막걸리, 사이다. 주사기

2) 실험방법

가) 막걸리병 뚜껑에 주사기를 연결한다.

나) 흔든 횟수를 증가시키며 주사기의 모습을 관찰한다.

다) 사이다도 같은 방법으로 탐구한다.

라) 풍선을 이용한여 기체의 발생 정도를 탐구한다.

라. 탐구결과

1) 막걸리병에서의 흔든 횟수와의 관계

가) 주사기를 이용한 발생기체량 조사(막걸리와 사이다)

(1) 막걸리

흔들기 전의 모습 60회 흔들었을 때의 모습

(2) 사이다

흔들기 전의 모습 10회 흔들었을 때의 모습

- 18 -

(3) 막걸리와 사이다의 기체 발생량 비교

▷ 우리들의 관찰 : 막걸리는 사이다 보다는 발생하는 기체량이 적다. 그러나

흔든 횟수에 비례하여 기체발생량이 증가하였다.

나) 풍선을 이용하여 발생하는 기체 탐구

(1) 막걸리

흔들기 전의 모습 20회 흔들었을 경우

(2) 사이다

흔들기 전의 모습 2회 흔들었을 때의 모습

- 19 -

<알아낸 점>

1. 막걸리에서 기체가 발생하였다.

2. 사이다에서도 기체가 발생하였으며 막걸리보다 많이 발생하였다.

<궁금한 점>

막걸리병을 누르면 거품이 줄어들까를 탐구하고 싶다.

- 20 -

<탐구과제3> 막걸리병을 누르면 거품이 줄어들까?

탐구 5 막걸리에서 거품이 발생하는 현상 탐구

막걸리에서 거품이 발생하는 현상을 탐구하기로 하였다.

가. 탐구 목표

막걸리에서 거품이 발생하는 현상을 탐구한다.

나. 가설 설정

막걸리에서 거품이 발생할 것이다.

다. 탐구 방법

1) 준비물

미주 생막걸리, 노주 생막걸리, 살균막걸리, 사이다, 콜라, 온도계

2) 가설설정

실험에서의 가설 설정

1. 미주 생막걸리에서 거품이 발생할 것이다.

2. 거품이 발생하는 원인은 미끈 미끈한 고형물질 때문일 것이다.

3) 실험방법

가) 미주 생막걸리, 노주 생막걸리, 살균막걸리, 콜라, 사이다에 대하여 흔

든 횟수에 따라 거품이 발생하는 현상을 측정한다.

나) 콜라, 사이다도 흔들어 막걸리와 동일 조건에서 측정한다.

다) 막걸리와 희석시킨 막걸리를 이용하여 거품의 발생량을 측정한다.

라) 흔든 후 바로 세워놓은 상태에서 거품의 발생량을 측정한다.

라. 탐구결과

1) 거품이 발생하는 물질 탐구

- 21 -

미주 막걸리, 노주 막걸리, 살균막걸리, 콜라, 사이다를 이용하여 조사

▷우리들의 관찰

1) 미주 막걸리에서 거품이 제일 많이 발생 하였다.

2) 노주 막걸리에서 거품이 발생하지 않았다.

3) 콜라, 사이다에서 거품이 발생하지 않았다.

4) 미주 막걸리에서 온도가 높을수록 거품 이 많이 발생하였다.

2) 막걸리에서 거품이 왜 만들어지는지 탐구

막걸리(오른쪽)와 희석시킨 막걸리(왼쪽)를 동시에 흔든 후 기포 발생 모습

▷우리들의 관찰

1) 막걸리에서 희석시킨 막걸리보다 거품이 많이 생기고 크기도 더 컸다.

2) 희석시키지 않은 막걸 리가 희석시킨 막 걸리 보다 기포가 더 오래 남아 있다.

3) 거품을 생성시키는 원인은 막걸리 속에 있는 미끈 미끈한 고형 물질 때문임을 알 수 있다.

※ 거품이 심하게 발생하는 원인 탐구

가) 병을 흔들면 위쪽 공간에 있는 기체 일부가 조그만 공기

방울이 되어 액체 안으로 들어와 거품의 핵으로 작용하

여 엄청남 기체 방울을 형성하고 거품을 심하게 발생하

게 한다.

나) 단백질이 있는 경우에 거품이 훨씬 잘 만들어진다. 막걸

리 속에는 미끈 미끈한 단백질 성분이 기포 발생에 큰

역할을 한다.

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3) 거품이 발생하는 물질 탐구

막걸리병을 흔든 후 막걸리병을 따

바로 세워놓은 모습

막걸리병을 누른 후 갑자기 놓으면서

막걸리병을 딴 경우

우리들의 관찰

1. 병막걸리를 흔든 후 놓으면 거품이 밖으로 나왔다.

2. 병막걸리를 흔든 후 막걸리병을 누른 후 순간적으

로 놓으면서 병마개를 따면 거품이 넘치지 않았다.

<알아낸 점>

1. 거품을 생성시키는 원인은 막걸리 속에 있는 미끈 미끈한 고형 물질 때문

임을 알 수 있다.

2. 사이다에서도 기체가 발생하였으며 막걸리보다 많이 발생하였다.

<궁금한 점>

막걸리병을 누른 후 갑자기 놓으면서 병 뚜껑을 따면 왜 거품이 넘치지 않는

것일까?

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탐구 6 막걸리병을 누르는 위치에 따라 거품이 줄어드는 현상 탐구

가. 탐구 목표

병 막걸리를 누르는 위치에 따라 거품이 줄어드는 현상을 탐구한다.

나. 가설 설정

병 막걸리를 누른 상태에서 병뚜껑을 따면 거품이 넘치지 않을 것이다.

다. 탐구 방법

1) 준비물

병 막걸리, 카메라, MBL 측정 장치(압력)

2) 실험방법

가) 병 막걸리는 준비한다.

나) 병 막걸리를 흔든다.

다) 병 막걸리에 대하여 누르는 위치를 달리하여 거품의 발생량을 측정

한다.

라) 거품이 넘치지 않는 방법을 찾아낸다.

마) 카메라로 촬영한다.

바) 곰플레이로 동영상을 편집하여 사진 자료를 정리한다.

사) MBL을 이용한 기체발생량 측정

- 막걸리병에 막걸리를 1/2 넣음

- 압력센서를 막걸리병 뚜껑에 고정

- 막걸리병을 흔들며 측정

MBL을 이용한 기체발생량 측정 모습 MBL을 이용한 기체발생량 측정 방법

라. 탐구 결과

1) MBL을 이용한 기체발생량 측정 결과

가) 1회에 세 번씩 흔들어 측정

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▷ 우리들의 관찰 : 압력이 1회 당 30hPa씩 비례하여 증가하여 흔든 횟수에

비례하여 기체발생량이 증가하였다.

나) 막걸리 병 뚜껑을 갑자기 딴 결과

▷ 우리들의 관찰 : 막걸리병을 흔들기 전의 압력 보다도 순간적으로 더 많이

떨어지는 현상이 나타났다.

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다) 막걸리병을 누른 후 갑자기 놓은 결과

▷ 우리들의 관찰

- 막걸리병을 누름으로 인해 갑자기 압력이 올라갔다 갑자기 놓으면 누르기

전의 압력보다 떨어졌다.

- 누르는 횟수가 증가할수록 막걸리 병속의 압력이 감소하였다.

라) 온도에 따른 압력 변화 측정

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▷ 우리들의 관찰

- 찬물 속에 넣은 결과 막걸리병속의 내부 압력이 감소하였다.

2) 막걸리병을 누르는 위치에 따는 거품 현상 탐구 결과

막걸리병을 누르기 전의 모습 막걸리병을 누른 후 다시 놓은 모습

▷ 우리들의 관찰

- 막걸리병을 흔들 면 막걸리병 내부에서 거품이 발생한다.

- 갑자기 막걸리병을 놓으면 거품이 사라짐을 알 수 있다.

- 막걸리병의 가운데 부분을 누르면 윗부분이나 아랫부분 보다 거품이 빨리

사라졌다.

<알아낸 점>

1. 막걸리병을 누른 후 갑자기 놓으면 누르기 전 보다 내부 압력이 감소하는

현상이 일어나며 이로 인하여 분출압을 흡수하는 현상이 나타나 넘침 현상이

일어나지 않는다.

2. 막걸리병에 외부 압력을 가하면 막걸리병 내부 기체가 용해된다.

3. 막걸리의 온도를 낮추면 기체가 막걸리에 용해된다.

<궁금한 점>

막걸리병을 누르면 거품이 줄어들까를 탐구하고 싶다.

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<탐구과제4> 막걸리병을 쉽게 흔들고 누를 수 있는 막걸리병을 제작할

수는 없을까?

탐구 7 시중에서 판매되는 막걸리병의 모습 탐구

가. 탐구 목표

시중에서 판매되는 막걸리병의 구조를 탐구한다.

나. 가설 설정

1. 막걸리병의 병 뚜껑의 구조는 탄산음료병의 병 뚜껑의 구조와 같을 것

이다.

2. 병의 가운데를 쉽게 흔들고 누를 수 있는 병 막걸 리가 있을 것이다.

다. 탐구 방법

1) 준비물

시중에서 판매되는 병 막걸리

2) 실험설계

가) 시중에서 판매되는 병 막걸리와, 음료 병을 준비하여 관찰을 통하여

탐구한다.

나) 병 뚜껑의 구조와 병의 구조를 탐구한다.

3) 실험방법

가) 병 뚜껑이 같은 구조로 되어 있는지 탐구한다.

나) 병 막걸리의 구조가 모두 같은 구조인지 탐구한다.

라. 탐구 결과

▷탐구

(막걸리 뚜껑의 모습) (소주 병뚜껑의 모습)

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▷탐구결과

탄산이 많이 녹아있는 음료와 막걸리의 경우는 가스가 샐 수 있는 구조로 되어 있다.

<알아낸 점>

1. 탄산물질이 들어있는 병의 경우는 가스가 조금씩 셀 수 있도록 만들어져

있다.

2. 막걸리도 가스가 셀 수 있도록 만들어져 있다.

<궁금한 점>

장기 보관할 수 있는 막걸리병을 제작할 수는 없을까?

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탐구 8 막걸리병을 쉽게 흔들고 누를 수 있는 막걸리병 제작

장기 보관할 수 있는 막걸리병을 제작하였다.

가. 제작 목표

장기 보관할 수 있는 막걸리병을 제작 할 수 있다.

나. 제작 순서

1) 기구 제작을 위한 설계도를 작성한다.

2) 선생님으로 부터 설계도에 대한 지도를 받는다.

3) 장기 보관할 수 있는 막걸리병을 제작 할 수 있다.

4) 전문가에 의뢰하여 기구를 제작한다.

5) 실험을 하면서 고쳐야 할 사항을 찾아내고 계속하여 탐구한다.

- 내부 기체가 세지 않는 뚜껑을 제작하

고 사이다병과 같이 압력에 견딜 수 있는

막걸리병을 제작한다.

- 기체가 세지 않는 막걸리병을 제작함으

로 인해 효모의 발효를 멈추게 하는 결과가

되어 생막걸리를 오랜 기간 동안 보관할 수

있고 사이다와 같은 맛을 낼 수 있다.

- 병을 딸 경우 높은 압력으로 인해 기체

가 갑자기 나올 수 있으므로 병 뚜껑의 길

이를 길게 하여 기체가 안전하게 세어 나올

수 있도록 새롭게 제작한다.내부 기체가 세는 뚜껑(왼쪽)과 내부

기체가 세지 않는 뚜껑(오른쪽)

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Ⅴ. 결론

1. 탐구 결과

병 막걸리에서 막걸리병을 흔든 후 거품이 나오지 않는 방법을 탐구해본 결

과 다음과 같은 결과를 얻었다.

가. 탐구 과제 1 - 병막걸리는 흔들어 마시는 것이 맛이 있음을 찾아

내었다.

나. 탐구 과제 2 - 병막걸리의 흔든 횟수에 따라 기체 발생량이 증가

함을 찾아내었다. 그리고 발생하는 기체는 이산화

탄소임을 찾아내었다.

다. 탐구 과제 3 - 병 막걸리의 흔든 횟수에 따라 거품의 발생량이

증가함을 찾아내었다. 그리고 병막걸리의 가운데

부분을 누른 후 병뚜껑을 따면 거품이 밖으로 흘

러 나오지 않음을 찾아내었다.

라. 탐구 과제4 - 시중에서 판매되는 병 막걸리의 구조를 찾아내었으

며 오래 저장할 수 있는 막걸리병을 제작하였다.

2. 결론

가. 막걸리 맛을 결정하는 것은 고형물질을 잘 섞는 것과 막걸리에 녹

아 있는 탄산용액에 의해서이다.

나. 막걸리를 맛있게 마시기 위해서는 막걸리병을 고형물질이 섞일 정

도만 적당히 흔들어 마셔야 한다. 그리고 막걸리병의 가운데 부분

을 누른 후 순간적으로 놓으면서 병뚜껑을 따면 막걸 리가 넘치지

않는다.

다. 막걸기가 넘치지 않는 이유는 막걸리병을 누른 후 갑자기 놓으면

누르기 전 보다 내부 압력이 감소하는 현상이 일어나며 이로 인하

여 분출압을 흡수하는 현상이 나타나 넘침 현상이 일어나지 않는다.

라. 그리고 막걸리병에 외부 압력을 가하면 막걸리병 내부 기체가 용

해된다.

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3. 전망 및 활용성

가. 맛있는 막걸리를 먹을 수 있는 방법을 널리 알려 막걸리 애용을

확대 시킬 수 있다.

나. 막걸리병 제작을 새롭게 함으로써 장기 보관할 수 있어 방법이 모

색되었다.

4. 지도 후 느낀점

흔든 병 막걸리의 옆면을 누르면 거품이 밖으로 흘러나오지 않는 현상을

찾아내었으며 그 이유를 밝혀내도록 지도하였다. 본 작품을 통하여 과학의

세계에 도전해야겠다는 마음의 각오를 갖게 해 주었다.

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□ 참고 문헌 □

․ 이소리(2009).『막걸리의 이해』. 북포스.

․ 이시영, 김수진(1999). 『북가죽에 왜 막걸리를 먹일까?』. 제43회 전국과학전

람회.

․ 조영석(1999). 『물리학의 이해』. 북스힐.

․ 폴휴이트(1994). 『수학 없는 물리』. 에드텍.

․ 폴휴이트(1997). 『알기 쉬운 물리학 강의』. 청범.

․ 윤석찬(2000). 『과학전람회 참여가 초등학생들의 과학적 태도와 과학 탐구능

력에 미치는 영향』.한국교원대학교 석사학위 논문.

․ 함동식(1990). 『2차원 평면에서의 기포의 운동』. 제36회 전국과학전람회.