신비한 원소 사전-②

원소기호: 헬륨

헬륨을 마시면 일시적으로 목소리가 변한다. 목소리는 폐에서 나온 공기가 성대와 발성통로를 지나면서 나는 소리이다. 그런데 이 소리는 입안에서 또 한 번 공명한다. 입안에서 울리는 소리의 속도는 공기 밀도에 따라 다르다.

공기의 밀도는 일반적으로 약 1.3kg/m3인데, 이때 이 공기를 통과하는 소리의 속도는 0°C에서 331m/s이다. 그래서 일반적 상온에서 소리의 속도는 334m/s이다. 그런데 헬륨은 가볍다. 헬륨의 밀도는 약 0.18kg/m3으로 입안의 공기보다 훨씬 낮다. 헬륨을 통과하는 소리의 속도는 일반 음속의 3배 정도인 891m/s이다.

그래서 입안에 헬륨이 있는 상태에서 말했을 때 성대를 거친 소리의 진동수는 보통 공기의 경우보다 약 2.7배 정도 커지고, 이때의 목소리는 평상시보다 진동수가 높아져 우스꽝스런 소리가 난다. 크립톤을 마시면 반대 현상이 발생한다.

 

▲ ECLIPSE
▲ ECLIPSE

헬륨을 발견한 건 화학자가 아니라 천문학자이다. 무려 지구가 아닌 우주에서 발견된 원소이다. 영국의 천문학자인 노만 로키어(J.N.Lockyer)1868년 인도에서 개기일식 때의 태양 스펙트럼을 분석해 밝은 노란색 선을 발견했고 새로운 원소임을 확인했다.

이 원소가 태양에 존재한다고 해서 그리스어로 태양을 뜻하는 헬리오스(Helios)에서 이름을 따와 헬륨이라고 지었다.

 

▲REFRIGERANT
▲REFRIGERANT

헬륨의 끓는점은 섭씨 -269도이다. 절대온도로 환산하면 4K이다. 그래서 액화된 헬륨은 강력한 냉매로 MRI, NMR, 입자가속기 등에 쓰인다. 기체 상태의 헬륨은 보다 일반적인 곳에 사용한다.

가볍고 폭발성이 없어 풍선이나 비행선을 띄우는 기체로 사용하고, 비활성 특성을 이용해 산업에서 공정 환경을 채우는 용도로 쓰기도 한다.

‘주기율표를 읽는 시간’ 저자 김병민
‘주기율표를 읽는 시간’ 저자 김병민

 

김병민 저자의 신비한 원소 사전
김병민 저자의 신비한 원소 사전

 

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