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누가 먼저 떨어질까요?|
준비물 |
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실험과 관찰 |
1. 막대의 끝에 버터를 바른다.(구슬을 붙일 수 있을 만큼의 양)
2. 발라놓은 버터에 구슬을 눌러붙이고 구슬이 떨어지지 않을 때까지 굳힌다.
3. 비이커에 세워 놓는다 4. 뜨거운 물을 붓는다. 5. 관찰한다. |
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왜 그럴까요? |
물질들 중에는 열을 잘 전달하는 것이 있고, 열을 거의 전달하지 않는 것이 있어요. 은, 구리, 알루미늄, 철 등의 금속 물질은 열을 잘 이동시키고, 유리, 나무, 플라스틱, 종이, 고무 등은 열을 잘 이동시키지 않아요. 그래서 다리미, 주전자, 냄비 등의 가열되는 부분은 열의 이동이 잘 되는 물질을 이용하여 만들고, 손잡이 부분은 열의 이동이 잘 되지 않는 물질을 이용하여 만들지요.
그런데 고체에서의 열 전달은 어떻게 일어날까요?
고체 물질을 이루고 있는 원자, 분자들은 제자리에서만 약간씩 움직일 뿐 마음대로 이동 할 수 없습니다. 그래서 고체가 열을 받으면 열을 직접 전달 받은 입자가 열을 가지고 다른 곳으로 이동할 수 없습니다. 대신, 열을 받은 입자가 이웃한 입자에게 열을 전달하지요. 이렇게 열이 이동하는 방식을 전도라고 합니다.
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버터에 붙어 있는 구슬이 떨어지는 순서는 열의 이동과 어떤 관계가 있을까요? 열은 열을 받은 쪽에서부터 다른 곳으로 막대를 따라 이동합니다. 그러므로 버터가 빨리 녹아서 구슬이 일찍 떨어지는 진 물체를 통해서는 열이 빨리 이동한 것입니다. 반대로, 열이 느리게 이동한 물체에서는 버터가 더 늦게 녹고, 그 버터에 붙은 구슬은 천천히 떨어집니다. 즉, 열이 도달한 시점에 버터가 녹으므로, 버터가 언제 녹는가는 그 물체를 통해 열이 얼마나 빠르게 이동하는지를 간접적으로 알려줍니다.
이 실험의 결과로부터 열이 빠르게 이동하는 순서대로 적어 볼까요? 열의 이동이 잘 되는 순서는
구리 > 철 > 유리, 나무, 종이, 고무 그리고 플라스틱
입니다. 금속을 통해서는 열이 빠르게 이동한다는 것을 확인하였지요?
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