연필은 왜 종이에 글씨와 그림을 남길 수 있는지 궁금한 아이에게 설명하기 좋은 생활 속 과학 글입니다. 연필심의 흑연이 종이 표면에 묻어나는 원리를 쉽게 정리했습니다.
아이와 색칠놀이나 그림 그리기를 하던 날이었습니다. 아이가 연필로 종이에 선을 그어 보더니, 하얀 종이에 까만 자국이 생기는 모습을 신기하게 바라보았습니다.
그러다 이렇게 물을 수 있습니다.
“엄마, 연필은 왜 종이에 까맣게 나와?”
연필은 펜처럼 잉크가 나오는 도구가 아닙니다. 연필심이 종이에 닿아 문질러질 때, 연필심을 이루는 아주 작은 가루가 종이 표면에 묻어납니다. 그래서 종이에 글씨나 그림이 남게 됩니다.
연필심은 진짜 납이 아니라 흑연입니다
연필 가운데 들어 있는 까만 부분을 흔히 연필심이라고 부릅니다. 예전에는 “연필심은 납이야”라고 말하기도 했지만, 실제로 우리가 쓰는 연필심은 납이 아닙니다. 주로 흑연과 점토를 섞어 만든 것입니다.
흑연은 까맣고 부드러운 성질을 가진 물질입니다. 종이에 닿아 문질러지면 아주 작은 조각이나 가루가 떨어져 나와 종이 위에 남을 수 있습니다.
아이에게는 이렇게 설명할 수 있습니다.
“연필 안의 까만 심은 잉크가 아니라 흑연이라는 까만 물질이야. 종이에 문지르면 아주 작은 가루가 묻어서 글씨가 생기는 거야.”
연필로 글씨를 쓸 때마다 연필심이 조금씩 닳는 것도 이 때문입니다. 연필심이 종이에 조금씩 묻어나기 때문에, 오래 쓰면 연필 끝이 뭉툭해지고 짧아집니다.
종이 표면에는 작은 울퉁불퉁함이 있습니다
종이는 눈으로 보면 매끈해 보이지만, 아주 자세히 보면 표면이 완전히 평평하지 않습니다. 작은 섬유들이 얽혀 있고, 그 사이에 아주 미세한 울퉁불퉁한 부분이 있습니다.
연필을 종이에 대고 움직이면 연필심이 이 울퉁불퉁한 표면에 긁히듯 지나갑니다. 그때 흑연 가루가 종이 표면에 걸리고 묻으면서 까만 선이 생깁니다.
매끈한 유리나 플라스틱에는 연필이 잘 써지지 않는 경우가 많습니다. 표면이 너무 매끈하면 흑연 가루가 잘 붙어 있지 못하기 때문입니다.
아이에게는 이렇게 말할 수 있습니다.
“종이는 보기에는 매끈해도 아주 작은 울퉁불퉁함이 있어. 연필심 가루가 그 사이에 묻으면서 글씨가 남는 거야.”
그래서 같은 연필이라도 종이 종류에 따라 진하게 써지기도 하고, 조금 흐리게 써지기도 합니다.
지우개는 흑연 가루를 떼어냅니다
연필로 쓴 글씨는 지우개로 지울 수 있습니다. 이것도 연필 글씨가 잉크처럼 종이 속에 깊이 스며든 것이 아니라, 흑연 가루가 종이 표면에 묻어 있기 때문입니다.
지우개로 문지르면 지우개의 고무 같은 물질이 종이 표면의 흑연 가루를 잡아당기고 떼어냅니다. 그래서 까만 자국이 옅어지거나 사라집니다.
지우개를 사용하면 작은 지우개 가루가 생기는데, 그 안에는 종이에서 떨어져 나온 흑연 가루도 함께 섞여 있을 수 있습니다.
아이에게는 이렇게 설명할 수 있습니다.
“지우개는 종이에 묻은 연필 가루를 떼어내는 역할을 해. 그래서 연필 글씨는 다시 지울 수 있는 거야.”
하지만 너무 세게 지우면 종이 표면도 함께 상할 수 있습니다. 종이의 작은 섬유가 벗겨지거나 구겨질 수 있기 때문입니다.
한눈에 정리
| 질문 | 쉬운 답 |
|---|---|
| 연필은 왜 종이에 써질까 | 연필심의 흑연 가루가 종이 표면에 묻기 때문입니다. |
| 연필심은 납일까 | 아닙니다. 보통 흑연과 점토로 만들어집니다. |
| 연필은 왜 쓰면 닳을까 | 흑연이 종이에 조금씩 묻어나기 때문입니다. |
| 종이에 더 잘 써지는 이유는 무엇일까 | 종이 표면의 작은 울퉁불퉁함에 흑연 가루가 잘 걸리기 때문입니다. |
| 지우개로 왜 지워질까 | 지우개가 종이 표면에 묻은 흑연 가루를 떼어내기 때문입니다. |
아이와 함께 관찰하는 방법
집에서 연필로 여러 가지 표면에 선을 그어 보며 차이를 관찰할 수 있습니다. 종이, 두꺼운 종이, 휴지, 플라스틱 뚜껑, 유리컵 겉면처럼 서로 다른 표면에 연필이 어떻게 써지는지 비교해 봅니다.
아이에게는 이렇게 질문해 볼 수 있습니다.
“어떤 곳에는 연필이 잘 써질까?”
“매끈한 곳과 거친 곳은 어떻게 다를까?”
“연필로 많이 쓰면 연필 끝은 어떻게 변할까?”
연필심을 손가락으로 문질러 보면 까만 가루가 묻을 수 있습니다. 이때 연필심이 종이에 묻어나 글씨가 된다는 점을 함께 이야기할 수 있습니다.
다만 연필심이나 지우개 가루를 입에 넣지 않도록 주의해야 합니다. 관찰이 끝난 뒤에는 손을 깨끗이 씻는 것이 좋습니다.
연필 자국은 작은 가루가 남긴 흔적입니다
연필이 종이에 써지는 이유는 연필심 속 흑연이 종이 표면에 조금씩 묻어나기 때문입니다. 종이의 작은 울퉁불퉁함이 흑연 가루를 붙잡아 주고, 우리는 그것을 글씨나 그림으로 보게 됩니다.
아이의 “엄마, 연필은 왜 종이에 까맣게 나와?”라는 질문은 매일 쓰는 연필 속 과학을 이야기해 볼 좋은 출발점이 됩니다. 글씨 한 줄, 그림 한 선에도 물질이 묻고 지워지는 생활 속 과학이 숨어 있습니다.
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- Pixabay: 아이, 학교, 그리다, 배우다