[화학 원소]헬륨(He)에 대해 알아볼까요?

목차
1. 헬륨이란?
2. 헬륨을 마시면 목소리가 변하는 이유
3. 공기보다 가벼운 헬륨
4. 재미있는 액체헬륨의 특징
5. 희귀한 자원인 헬륨
6. 헬륨 이름의 유래

 

“어? 저 사람 목소리가 왜 저래?”
텔레비전에 보면 개그맨들이 크게 숨을 들이시며 풍선에 담긴 가스를 흡입한 후 목소리가 이상하게 바뀌는 경우가 있어요. 마치 장난감 오리가 말하는 것처럼 가볍게 촐랑거리는 것 같은 투로 말이죠. 어떻게 그런 일이 생길까요?
그 비밀은 바로 원자번호 2번 헬륨에 있어요. 풍선에 담긴 헬륨을 마셔 목소리가 바뀐거죠. 헬륨을 마시면 왜 목소리가 변하는지, 헬륨의 특성에 대해 알아보고, 또 우리 생활에 어떻게 이용에 대해 되는지 자세히 살펴보겠습니다.

헬륨이 담긴 가스통

 

 

 

1. 헬륨이란?

헬륨은 원자번호 2번인 원소에요. 우주에서 두 번째로 많고 공기보다 가벼운 특징이 있어요. 색깔이나 냄새, 맛이 나지 않는 기체에요.

 

 

 

2. 헬륨을 마시면 목소리가 변하는 이유

헬륨을 마시면 평소와 다른 목소리가 나옵니다. 그 이유는 헬륨이 공기보다 가볍고 밀도가 낮기 때문이에요. 소리는 매질(공기, 물, 다른 기체등)을 통해 이동하는데 성대에서 발생한 소리가 헬륨을 통과하며 빠르게 전달되어 가볍고 높은 주파수로 변하게 되는 것이죠. 목소리의 진동수는 높아지고 소리는 3배 빨라져 촐삭대는 오리가 말하는 것처럼 순간 웃기는 소리가 난답니다.

헬륨가스를 마시면 재미있는 소리가 나요

🔹 헬륨과 공기의 차이
공기에서 소리의 속도: 약 343m/s
헬륨에서 소리의 속도: 약 1000m/s (공기의 3배)
하지만 헬륨을 많이 흡입하면 산소부족으로 호흡곤란, 어지러움 등의 문제가 발생할 수 있어요. 절대 오랫동안 많은 양을 마시지 않고, 밀폐가 되지 않는 환기가 잘 되는 곳에서 해야 한답니다. 

 

 

 

3. 공기보다 가벼운 헬륨

헬륨은 공기보다 가벼워요. 놀이동산에서 볼 수 있는 손을 놓으면 하늘로 날라가는 풍선에는 헬륨이 들어 있어요. 폭발 위험이 있는 수소 대신 안전한 헬륨을 사용하고 있죠. 이런 특성을 활용해 기상 관측을 위한 기구나, 놀이동산의 풍선, 비행선 등에 이용된답니다.

헬륨이 담긴 놀이동산 풍선

 

 

4. 재미있는 액체헬륨의 특징

헬륨은 상온에서는 기체 상태에요. 이 헬륨을 차갑게 하면 어떻게 될까요? 액체로 변하여 액체헬륨이 됩니다. 하지만 액체헬륨을 만드는 것은 쉬운 일이 아니에요.  온도를 –272도까지 내려야만 하죠. 이런 액체헬륨은 초전도체를 연구하거나 극저온 상황의 실험에서 사용됩니다.
또 액체 헬륨은 액체지만 액체의 끈끈한 성질이 없어요. 컵에 담으면 물처럼 위에서 아래로 흐르지 않고 거꾸로 올라가 밖으로 흘러내리는 모습을 보인답니다.

 

 

 

5. 희귀한 자원인 헬륨 

헬륨은 과학, 의학분야등 여러 산업에서 중요한 역할을 하지만 지구에서 희귀한 자원이에요. 주로 천연가스에서 추출해 내지만 헬륨 소비가 많아지며 점점 그 공급이 줄어들고 있습니다. 하지만 헬륨은 우주에서는 전체 질량의 24% 정도를 차지할 정도로 흔해요.  우리가 밤에 보는 달 표면에도 많이 있습니다. 그래서 사람들은 달에 가서 귀한 헬륨을 채굴할 수 있는 방법은 없는지 생각도 한답니다.

 

헬륨자원이 풍부한 우주

 

 

6. 헬륨 이름의 유래

헬륨은 태양을 관찰하다가 처음 발견되었어요. 1868년 프랑스 천문학자 페에르 얀선(Pierre Janssen)과 영국의 화학자 노먼 록이어(Norman Lockyer)가 태양의 스펙트럼을 연구했는데  기존에 알려지지 않은 노란색 스펙트럼을 발견한거죠. 이 과정을 거쳐 태양신 헬리오스의 이름 따 헬륨이라는 이름이 생겼답니다. 이후 1895년 영국의 윌리엄 렘지가 우라늄 광물에서 헬륨을 분리해내며 지구상에도 헬륨이 존재한 다는 사실을 확인하게 되었어요.

 

    

  (그림출처: 픽사베이)