▶   빛과 열의 이동

 
 
 
 
 

고체에서는 그 안의 입자들이 옆으로 옆으로 열을 이동시킵니다. 그ㅐ서 고체는 이동하지 않지만 열이 이동합니다. 반면, 물과 공기 같은 액체 또는 기체는 물질이 이동하면서 열을 이동시킵니다.

그런데 참 이상한 것이 있어요. 햇빛이 드는 곳에 있으면, 따듯해집니다. 아래 사진은 어떤 날 같은 시각에 양달과 응달에서의 온도를 보여줍니다.

 

 

햇빛을 이용하여 물을 데울 수도 있습니다. 알루미늄 호일로 안을 감싼 상자에 물을 두고 랩으로 씌운 후, 햇빛 아래에 둡니다.

 

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햇빛 아래 두기 전에 비해 햇빛 아래 둔 후 물의 온도가 높아집니다. 그것은 태양으로부터 물로 열이 전달되었다는 것을 뜻합니다.

 

 

그런데 태양과 지구 사이에는 어떤 물질도 없는(진공인) 공간이 있는데, 어떻게 태양으로부터 지구까지 열이 전달이 될까요? 이 질문에 대한 답을 얻기 전에 태양과 비슷한 방식으로 열을 전달하는 난로에 대해 살펴봅시다.

난로에 의해 데워진 공기가 위로 올라가고, 그 빈자리를 메우기 위해 공기가 이동하여 방 전체를 데우는 대류에 대해서 아래 절에서 살펴보았습니다.

그런데 우리는 난로 위에서 불을 쬐지는 않습니다. 난로 옆에서 불을 쬡니다. 그렇다면 난로의 옆으로 전달되는 열도 데원진 공기가 이동하면서 전달되는 것일까요? 난로 옆에 깃발을 두고, 공기의 움직임을 관찰해봅시다.

 

    scienceorc.net

 

난로 옆에서는 깃발이 난로 반대 방향을 향하지 않습니다.

 

 

그것은 공기가 난로 옆으로 이동하지 않는다는 것을 알려줍니다. 그러니까 옆으로 전달된 열은 공기가 나른 것이 아닙니다.

또 누가 나와 난로 사이를 막아 서면 금방 우리에게 오는 열이 줄어듭니다.

 

 

그렇다면 태양과 난로로부터 우리에게 열은 전달되는 걸까요? 태양이나 난로로부터 다른 물체로 복사라고 하는 방식으로 열이 전달됩니다.

 

 

[조금 더 자세히]

 

복사는 전자기파의 형태로 열이 이동하는 것입니다. 태양으로부터 나오는 전자기파 중 지구에 도달하는 것으로 중요한 것은 자외선, 가시광선, 그리고 적외선입니다. 그 중 가시광선을 흔히 빛이라고 부릅니다.

전자기파는 진공을 통해서도 이동합니다. 그래서 태양으로부터의 전자기파가 지구에 도달할 수 있습니다.

 

 

 

이 방식은 열이 물질에 의하지 않고 직접 전달되는 방식입니다. 복사에 의한 열의 전달은 팔 힘이 아주 센 사람이 짐을 나를 곳까지 휙 던져 물건을 이동하는 것에 비유할 수 있습니다. 사람이 없는 빈 공간을 통해서도 물건이 이동했지요.

 

 

모든 물체는 복사의 방법으로 주위로 열을 내어놓습니다. 체온이 섭씨 35도 정도인 사람도 복사로 열을 내어놓습니다. 그래서 사람들이 많은 곳에 가면 따뜻합니다.

 

 

열과 온도에 대해 만화로 재미있게 정리하고 싶다면 아래 링크로~

 

 

 

 

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