열에너지의 원리

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열에너지

 

1). 열은 고온부분에서 저온 부분으로 이동한다. 이러한 열은 어떻게 이동할까? 그 전달하는 방법을 설명해 보아라.

 

▶답 : 물질입자의 진동이나 이동에 의하여 이웃하는 입자에 전달한다. 전도 →고체, 대류 → 액체, 기체, 복사 → 열입자의 직접 이동

 

2). 석유난로 위의 온도는 몇 도나 될까요? 난로 위 5-10cm 정도 위에 손을 가져가 보고 온도를 어림짐작해보세요. 70도? 80도? 아마도 이 정도로 느끼실 겁니다. 그러나 실제로 온도계로 재어보면 120-130도 정도 됩니다. 100도의 물에 손을 담그면 금방 화상을 입는데 이보다 더 고온인 난로 위에 손을 가져가도 화상을 입지 않습니다. 왜 이렇게 될까요?

 

▶답 : 차가운 곳에 있던 손을 온도가 120-130도 되는 난로 위로 가까이 가져가도 화상을 입지 않습니다. 이는 차가운 공기가 손의 표면에 붙어 막처럼 손을 보호해주기 때문입니다. 손에 직접 닿는 공기는 바로 120-130도가 되지 않습니다. 그러나 날로 위에 있는 주전자를 손으로 만지면 화상을 입을 수 있습니다. 이것은 손이 주전자에 접촉하는 순간 손표면을 보호하던 공기층이 없어져서 열이 바로 전달되기 때문입니다. 100도의 물에 손을 넣어도 손 표면의 공기층이 물 때문에 떨어져 나가므로 바로 화상을 입습니다.

 

난로 위의 뜨거운 기체에 손을 가져가면 손표면에 차거운 공기 막이 손을 보호하여 바로 화상을 입지는 않지만, 그러나 이 막도 그리 오래 가지는 못하기 때문에 시간이 지나면 화상을 입을 수 있습니다

 

3). 얼음을 알루미늄 호일로 싸두는 것보다 담요로 싸두면 얼음이 잘 녹지 않는다. 그 이유는 무엇일까?

 

▶답 : 알루미늄은 금속으로 열전도가 잘 되기 때문에 금방 녹게 되고 담요는 열부도체이기 때문에 열차단 효과가 있다.

 

4). 얼음을 먹으려고 하면, 혓바닥에 얼음이 달라 붙는 경험을 자주 합니다. 체온에 녹아서 떨어질 것같은데 그 이유가 무엇인가요?

 

▶답 : 얼음뿐 아니라 꽁꽁 얼어 있는 아이스바를 먹으려 입에 넣을 때도 같은 경험을 하게 됩니다. 이러한 현상은 얼음이나 아이스 바의 냉기에 의해 입술이나 혀의 침이 순간적으로 얼어붙기 때문에 생기는 것입니다. 얼음과 혀 사이의 수분이 순간적으로 얼어서 두 부분이 달라붙는 것입니다. 이것을 결빙이라고 합니다.

 

수분의 결빙에 의해 접착이 일어나는 사실은 아주 건조한 상태의 물건이나 손을 얼음이나 아이스 바에 갖다 댈 경우에는 붙지 않는 것을 통해 확인할 수 있습니다. 물론 너무나 많은 양의 물이 있어서 순간적인 결빙이 일어나지 않을 때도 붙지 않습니다. 결빙에 의해 혀나 입술이 얼음에 붙었을 경우 약간의 시간이 지나 체온으로 결빙상태가 풀리게 되면 혀와 입술에서 얼음이 떨어지게 됩니다.

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