온도와 열의 이동: 전도와 대류 쉽게 이해하기
오늘 배울 것
- 온도의 뜻과 온도계를 바르게 읽는 법
- 열은 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동
- 고체의 전도, 액체·기체의 대류
먼저 보면 좋은 글 물체와 물질의 뜻과 차이
뜨거운 코코아 컵을 쥐면 손이 따뜻해지죠. 얼음을 쥐면 손이 시리고요. 이때 무엇이 어디로 움직인 걸까요? 오늘은 눈에 안 보이는 '열'의 길을 따라가 봅니다.
온도: 따뜻한 정도를 숫자로
손으로 만져 보고 "미지근하다"라고 하면 사람마다 느낌이 다릅니다. 그래서 온도를 씁니다. 온도는 차갑고 따뜻한 정도를 숫자로 나타낸 거예요. 단위는 ℃(섭씨도) 입니다.
온도를 재는 도구가 온도계예요. 알코올 온도계, 귀 체온계, 적외선 온도계 등이 있습니다. 아래 그림을 보세요.
그림 1 · 준비 중
벽에 걸린 알코올 온도계 하나를 크게 그림. 빨간 액체 기둥 끝이 25 눈금에 멈춰 있음. 어린이 눈이 액체 끝과 같은 높이에 있고 초록 화살표와 '눈높이 맞추기' 글자, 위와 아래에서 비스듬히 보는 눈에는 빨간 X 표시
열은 높은 곳에서 낮은 곳으로
자, 질문. 뜨거운 물이 든 작은 컵을 차가운 물이 든 큰 그릇에 담그면 어떻게 될까요? 아래 움직이는 그림을 보세요.
움직이는 그림 2 · 준비 중
파란색 차가운 물이 든 큰 그릇(온도계 20℃) 안에 빨간색 뜨거운 물이 든 작은 컵(온도계 50℃)이 놓여 있음 → 작은 컵에서 그릇 쪽으로 빨간 화살표가 퍼져 나가고, 작은 컵 온도계는 50→40→30℃, 그릇 온도계는 20→22→24℃로 바뀜 → 두 온도계가 모두 25℃가 되면 화살표가 사라지고 '온도가 같아졌어요' 글자가 나타남 (약 6초, 반복)
뜨거운 물은 식고, 차가운 물은 데워집니다. 열이 온도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동했기 때문이에요.
고체는 전도, 액체와 기체는 대류
열이 이동하는 방법, 두 가지만 기억하세요.
- 전도: 고체 안에서 열이 뜨거운 곳부터 차례차례 전해지는 것. 따뜻한 국에 금속 숟가락을 두면 손잡이까지 따뜻해지죠.
- 대류: 액체나 기체에서 데워진 부분은 위로 올라가고, 차가운 부분은 아래로 내려오며 빙글빙글 도는 것.
그래서 난방기는 방 아래쪽에, 에어컨은 위쪽에 두면 방 전체가 고르게 데워지거나 시원해집니다.
그림 3 · 준비 중
왼쪽은 따뜻한 국그릇에 금속 숟가락이 꽂혀 있고, 국에 잠긴 부분부터 손잡이 쪽으로 빨간색이 점점 옅어지는 화살표와 '전도' 글자. 오른쪽은 바닥 쪽에 난방기가 있는 방의 옆모습, 빨간 화살표가 위로 올라가고 파란 화살표가 반대편 벽을 따라 내려와 원을 그리며 '대류' 글자
딱 정리합니다.
확인 문제
1차가운 얼음을 손에 쥐면 손이 시려요. 이때 무엇이 어디로 이동했을까요?정답 보기
손의 열이 얼음으로 이동했어요. 열은 온도가 높은 손에서 온도가 낮은 얼음으로 이동하고, '차가움'이 이동하는 것이 아닙니다.
270℃ 물이 든 컵을 20℃ 물이 든 그릇에 담가 두었어요. 오래 지나면 두 물의 온도는 어떻게 될까요?정답 보기
두 물의 온도가 같아져요. 열은 두 물체의 온도가 같아질 때까지 뜨거운 물에서 차가운 물로 이동합니다.
3에어컨을 방의 위쪽에 다는 까닭을 '대류'라는 말을 넣어 설명해 보세요.정답 보기
차가운 공기는 아래로 내려오고 데워진 공기는 위로 올라가는 대류가 일어나, 방 전체가 고르게 시원해지기 때문이에요.
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