중학교 2학년 과학/8단원(열과우리생활)24 액체의 대류 가상실험 (웹용) - 열의 이동 열전달 방법 중 액체의 대류에 대한 가상실험을 웹용으로 다시 만들었다. 아래 링크에서 실행시키면 된다. https://sciencej.cafe24.com/html5/convection/ccurrent.html 분자는 250개 사용 되었다. 불켜기를 하면 중력에 의해 분자는 아래쪽으로 떨어지고 뜨거워진 분자는 위쪽으로 올라간다. 즉 분자의 평균 운동속력에 따라 온도가 달라지고, 온도가 높아지면 밀도가 작아진 분자들은 자연스럽게 위쪽으로 이동하게 된다. 분자끼리 충돌하면서 주변 분자에 열이 전달되기도 한다. 분자의 속력이 빠를수록 붉은색을 띠게 된다. 실제로 가상실험을 해보니 계안에 온도가 계속 올라가면서 순식간에 모든 분자들이 빨갛게 변한다. 당연하다 열이 계속 공급되니 계의 온도는 급격하게 상승하게 된다.. 2023. 11. 19. 열팽창 소리 - 귀신소리 아니고 열팽창에 의한 소리 한밤중이나 한낮에 갑자기 나는 원인 모를 소리의 대부분은 열팽창이나 수축에 의한 소리다. 우리 주변에 있는 물체들은 온도변화에 의해 항상 부피가 변한다. 점심시간에 급식먹으로 가는데 학교 차양막에서 소리가 난다. 오전에 비가 오고 쌀쌀했는데 점심때 비가 그치고 강한 햇살이 비췄다. 온도변화가 커졌기 때문에 열팽창 할 수 있는 좋은 조건이 형성된 것이다 우리가 원인을 못찾는 아무도 없는 곳에서 갑자기 들리는 소리는 대부분 열팽창이나 열수축 때문에 나는 소리다. https://www.youtube.com/watch?v=nxpEMAgq01s 군대 있을때 밤에 보초를 서다가 갑자기 드럼통을 발로 걷어차는 소리 때문에 깜짝 놀라곤 했다. 그리고 왜 그런 소리가 나는지 알 수가 없어 당황스러웠던 적이 있다. 나중에.. 2019. 7. 16. 적외선 온도계(열화상 카메라)를 이용한 열의 이동방법(전도) 관찰 얼마전 구입한 적외선 온도계(열화상 카메라)를 가지고 놀다가 재미있는 현상을 발견했다. 손바닥을 나무책상위에 올려놓았다가 땠을때 적외선 카메라를 비춰보면 나무위에 손바닥 자국이 남아 있는 것이었다. 이번에는 금속위에 손바닥으로 올려 놓았다가 땠을때 적외선 카메라로 비춰보면 손바닥 자국이 보이지 않는다. 왜 그럴까 생각해 보니 전도가 잘 되는 금속종류는 손바닥에서 얻어간 열을 바로 옆으로 퍼뜨려 적외선카메라로 관찰해도 손바닥 모양을 관찰할 수 없지만 전도가 잘 안 되는 물질은 손바닥에서 뺐어간 열을 옆으로 이동시키지 못하고 그대로 가지고 있기 때문에 적외선 카메라로 보면 손바닥 자국이 오랫동안 남아 있게 되는 것이다. 알루미늄 호일처럼 비열이 작은 물질은 열을 가해도 금방 식어서 손으로 만져도 아무 문제가.. 2015. 10. 12. 적정기술 G saver (비열과 열용량에 대해서) 적정기술 G saver에 대한 설명입니다. 몽골의 전통가옥인 계르에서 사용하는 난로는 열효율이 좋지 않은데 우리나라 온돌방식(열용량을 키운거죠)을 이용하여 달아나는 열을 오랫동안 보존할 수 있도록 만들어 연료사용을 40% 정도 줄일 수 있게 했다네요. 수업시간에 비열에 대한 설명을 하면서 학생들에게 소개해 주었습니다. G saver 소개 동영상 http://youtu.be/ZE-8Lykiufo 동영상을 보여주고 우리가 배우는 비열과 관련된 지식과 간단한 원리가 세상을 이렇게 아름답게 바꿀 수도 있다는 것을 설명해 주었습니다. G saver 설명 https://www.goodneighbors.kr/story/storycast/821/view.gn G saver 원리 http://www.stiweb.org/.. 2013. 10. 22. 대류현상 - 라면끓이기 오늘 집에서 라면을 끓이다가 재미있는 현상을 발견했다. 가스렌지 불이 동그란 형태로 냄비의 바깥쪽을 가열하니까 물이 바깥쪽에서부터 가열되어 올라와 안쪽으로 모여 내려가는 대류 현상이 생기는 것이다. 그냥 볼때는 몰랐는데 라면을 넣고 보니 너무 선명하게 보여서 촬영해 보았다. https://www.youtube.com/watch?v=abePV6TzGow 액체나 기체는 가열되면 분자운동이 활발해져 부피가 팽창하게 되고 그럼 밀도가 작아져서 위로 떠오르게 된다. 중력이 없다면 대류 현상이 일어나지 않을 것이다. 대류현상과 관련된 시뮬레이션은 아래 링크 참고 https://sciencelove.com/945 액체의 대류에 대한 가상실험 - 열평형, 분자운동실험 가능 열전달 방법 중 액체의 대류에 대한 가상실험을.. 2013. 9. 15. 열팽창 동기유발 자료 (폭염에 미술관 유리 파손) 2013.8.14일 SBS 뉴스에 나온 내용입니다. 열팽창과 관련해서 동기유발 자료로 사용하면 좋을 것 같네요 오늘(14일) 낮에 서울 예술의전당 미술관에서 대형유리가 갑자기 무너져 내려서 초등학생을 포함해 5명이 다쳤습니다. 폭염때문인 것 같다고 미술관 측은 주장했습니다.... 자세한 내용은 아래사이트 참고 http://media.daum.net/society/others/newsview?newsid=20130814203907930 두께 12mm의 미술관 유리, 폭염에 '와장창' 오늘(14일) 낮에 서울 예술의전당 미술관에서 대형유리가 갑자기 무너져 내려서 초등학생을 포함해 5명이 다쳤습니다. 폭염때문인 것 같다고 미술관 측은 주장했습니다.하대석 기자입니다 v.daum.net 2013. 8. 15. 초콜릿과 포장지를 이용한 열전도 실험 웅진씽크빅 과학쟁이 2012년 2월호에 기고했던 내용입니다. 초콜릿을 이용한 전도실험입니다. 위험한 불을 사용하지 않고도 실험할 수 있도록 설계했습니다. 그런데 뜨거운 물에 넣으니 수증기때문에 원하는데로 잘 나오지 않습니다.(동시에 녹아서 떨어지기도 합니다.) 수증기와 만나지 않도록 실험설계를 잘 하셔야 합니다. 두번째 포장지 실험은 간단하면서도 효과가 있습니다. 알루미늄 포장과 비닐포장을 비교하는 실험인데요 대부분의 초콜릿은 은박지나 금박지(?)로 포장이 되어있습니다. 상식적으로는 알루미늄 포장이 열전도를 잘 하니까 더 빨리 녹을 것 같지만 전도가 잘 되어 열을 골고루 퍼지게 하니까 사진처럼 한곳을 손가락으로 누르고 있으면 열이 퍼지지 않는 비닐봉지에 비해 더 천천히 녹는답니다. 자세한 내용은 사진참고 2013. 3. 21. 진공컵 열전달(전도) 실험 진공컵을 이용한 열전달 전도 실험입니다. 컵 벽면이 진공으로 되어 있어 열전달을 효율적으로 차단해 주네요 그래서 일반컵과 진공컵에 얼음을 넣고 어떤게 더 빨리 녹는지 2시간동안 촬영해 보았습니다. 또 진공컵은 전도와 대류가 컵벽면을 타고 일어나지 않아 얼음물을 넣어도 겉에 수증기가 응결하지도 않네요 뜨거운 물을 넣어도 거의 뜨겁지 않습니다. https://youtu.be/gPUKEcqw-jg 2013. 3. 21. 열팽창 차이를 이용하여 유리컵 깨기 가열한 유리컵에 차가운 물을 넣으면 유리컵이 깨지게 됩니다. 이는 뜨거워서 열팽창해 있는 유리컵 안쪽에 차가운 물이 들어가면서 안쪽은 갑자기 수축하게 되는데 바깥쪽은 미쳐 수축하지 못하기 때문에 바깥쪽과 안쪽의 수축정도가 달라져 깨지게 된다고 합니다. 과학실에서 실험해 보았는데 싱크대에 내려놓자 마자 벌써 깨지는 군요. https://www.youtube.com/watch?v=keH1aj2DQk8 2013. 3. 21. 알루미늄 테이프와 철+구리를 이용한 바이메탈 실험 첫번째 실험 : 알루미늄 테이프를 이용한 간단한 바이메탈 실험 고민하다 알루미늄테이프를 이용해 보니 휘어지는 것은 시각적으로 효과가 큼 종이보다 열팽창이 좋은 알루미늄 덕에 바이메탈 실험이 가능하다. 단 너무 가열하다 보면 종이가 탈 수 있으므로 주의 두번째 실험 : 한쪽은 구리 한쪽은 철로 된 바이메탈 입니다. (교구사 책에는 철이 아니라 아연이라고 되어 있더군요. 그런데 아연이면 열팽창을 더 잘하므로 반대쪽으로 휘어져야 합니다.) 그래서 철이라고 가르치고 있습니다. 가열하면 구리가 철보다 열팽창률이 높기 때문에 구리쪽에서 철 쪽으로 휘어집니다.(올해(2011년) 동화사 과학교과서에는 철과 구리 열팽창률이 반대로 되어 있는 오류가 있습니다. 동화사 책 사용하시는 분들은 참고하세요) http://www... 2013. 3. 21. 금속구 열팽창 실험 금속구와 금속링을 이용한 열팽창 실험동영상입니다. https://youtu.be/4sJw_bYjIfU 2013. 3. 21. 고체의 열팽창 가상실험 웹에서 작동하는 고체의 열팽창 가상실험 추가해 놓았습니다. 아래 링크에서 실행시키면 됩니다. https://sciencej.cafe24.com/html5/stexpansion/ 고체가 열을 받으면 팽창하는 이유는 고체분자들의 운동이 활발해 지기 때문이다. 분자들의 운동이 활발해질수록 분자와 분자사이가 더 멀어지게 되고 그래서 팽창하게 되는 것이다. 가상실험으로 간단하게 보여주려고 만들었다. 온도조절을 해 가면서 고체 분자의 진동을 살펴보게 하고, 분자의 진동이 활발해 지면 어쩔 수 없이 전체부피는 팽창하게 된다. 만약 온도가 계속 올라가면 어느 순간에 분자간의 인력이 끊어지면서 액체가 될 것이다. 고체 분자간의 인력이 끊어진 액체 분자들의 대류 현상 가상실험은 아래 링크 참고 https://science.. 2013. 3. 21. 접착제가 목공용과 금속용이 따로 있는 이유 (열팽창) 오늘 인터넷을 검색하다가 접착제에 금속용이 따로 있는 이유를 알게 되었다. 상품에 금속용이라고 적혀있고 철과 열팽창 계수가 유사하단다. 아무래도 금속은 온도에 따라 열팽창 정도가 크므로 접착제의 열팽창 정도와 차이가 많이나면 날씨 변화가 심할때 쉽게 떨어질 수 있기 때문이리라. 작은 제품에도 열팽창이 사용되고 있다는 것을 알 수 있었다. 2013. 3. 21. 태양풍선 날리기-기체의 열팽창(부피팽창) 태양풍선은 열기구처럼 공기는 온도가 올라가면 부피가 팽창하게 되고 부피가 팽창하면 밀도가 작아지게 되어 떠오르게 됩니다. 예전에 공기의 부력에 대해 설명하려고 만들어 놓은 자료 인데 기체의 열팽창에 대한 자료로 활용해도 좋을 것 같아서 올립니다. 고체나 액체의 열팽창은 많이 다루어지는데 공기의 열팽창에 대한 자료는 많지 않은 것 같아 올립니다. ------------------------------ 아래는 1학년 7단원 힘과 운동 단원에서 공기의 부력에 대해 설명했던 자료입니다. 공기에 의한 부력에 대해 설명할때도 좋을 것 같습니다. 시중에 판매하는 태양풍선(Solor Bag) 을 구입하여 여름 중등과학교실에 날려 보았다. 얼마전 부터 날려보고 싶었으나 바람이 많이 불어 날리지 못하다가 이번에 날려 보게.. 2013. 3. 21. 형광등 스타터를 이용한 바이메탈 실험 - 고체의 열팽창 고체는 열을 받으면 팽창을 한다. http://www.youtube.com/v/a0NMMUy5DdY 열팽창이 다른 2개의 금속을 서로 붙여 놓으면 온도가 변할때 휘어지는 바이메탈을 만들 수 있다. 바이메탈을 가장 쉽게 볼 수 있는 곳은 형광등 옆에 있는 스타터(일명 : 초코다마) 이다. 스타터를 분해해서 뜯어보면 유리등안에 작은 바이메탈이 들어있다. 라이타 만으로도 쉽게 실험해 볼 수 있다. 단 글로스타터의 경우에는 기계적인 바이메탈이 들어있지만 최근에 나오는 전자스타터에는 바이메탈이 들어있지 않다. 주변에서 스타터를 구할 수 있다면(이마트에서 4개에 3000원 정도 한다.) 분해해서 바이메탈을 실험해 보는 건 어떨까? 몇일전(2013년 8월) 기계적인 스타터(쵸코전구) 를 다이소에서 판매하는 걸 찾아 .. 2013. 3. 21. 타지않는 화장지 - 알루미늄 캔을 감싸면 타지 않는다.(전도) 얇은 화장지는 불에 잘 탄다 https://youtu.be/Vp2bdyx2qjs 그런데 알루미늄캔에 화장지를 감싸고 불에 대면 화장지에는 불이 붙지 않는다. 왜냐하면 화장지가 발화점으로 올라가기 전에 열의이동 즉 전도가 좋은 알루미늄캔이 열을 빼았아가기 때문이다. 만약 나무토막에 감싸 놓는다면? (바로 타버린다.) 그래서 아무리 가열해도 알루미늄캔에 감아 놓은 화장지는 타지 않는다. 단 캔 속에 물이 들어있어야 한다. 빈 캔으로 하게 되면 캔의 온도가 높아져 결국은 타게 된다. 2013. 3. 21. 시온잉크를 이용한 물의 대류 실험 시온잉크라는 것은 온도에 따라 색깔이 변하는 잉크입니다. https://youtu.be/_4SCFhKgqzs 온도가 높아지면 붉은색으로 낮아지면 파란색으로 변합니다. 물과 시온잉크를 20:1 로 희석해서 사용하면 됩니다. 시험관에 시온잉크를 물과 희석해서 넣고 알콜램프로 시험관 위쪽을 가열하면 위쪽만 색깔이 붉은색으로 변합니다. 한참을 가열해도 붉은색은 아래로 내려오지 않네요. 위쪽만 온도가 높고 아래쪽은 온도가 낮다는 거지요. 따뜻해진 물은 위로 올라가기 때문입니다. 위쪽에서만 대류가 일어난다고 볼 수 있습니다. 이번에는 시험관의 아래쪽을 가열하면 마찬가지로 위쪽부터 붉은색이 나타납니다. 자세히 보면 아래쪽에서 위쪽으로 붉은색이 이동하는 것을 볼 수 있습니다. 물의 대류가 일어나면서 뜨거워진 물은 위로.. 2013. 3. 21. 얼음이 든 시험관 속의 물 끓이기 (대류) 시험관 속에 물을 넣고 작은 얼음을 넣어 가라앉게 합니다. https://youtu.be/txZTX9kmtb4 그리고 시험관 위쪽을 알콜램프로 가열하면 아래쪽에 얼음은 녹지않고 그대로 있는데 시험관 위쪽 물은 끓고 있는 것을 확인 할 수 있습니다. 이것도 물의 대류 때문에 일어나는 현상입니다. 뜨거워진 물은 위쪽으로만 올라가려고 하기 때문이지요 가라앉는 얼음을 시험관에 넣기 위해서 고민하다가 일회용 비닐장갑을 생각해 냈습니다. 일회용 비닐장갑 손가락 부분에 클립과 물을 넣고 얼리면 시험관 속으로 가라앉는 얼음을 만들 수 있습니다. 얼음을 자를때는 쇠자등을 이용해서 내리치면 쉽게 잘라지내요. 추가 시험관 속에 넣을 수 있는 얼음을 쉽게 얼리는 방법을 또 생각해 봤습니다. 1회용 커피 봉지를 이용해도 쉽게 .. 2013. 3. 21. 손바닥 체온으로 바람개비 돌리기 - 대류 손바닥 체온을 이용해 바람개비를 돌리는 실험입니다. https://youtu.be/-d_6X2DJBwY 준비물이 간단해서 어디서나 쉽게 할 수 있습니다. 단 주변에 공기의 흐름에 민감한 실험이라 학생들의 움직임이 많거나, 온풍기를 틀었을 경우에는 잘 안될 수 있습니다. 첨부된 전개도를 다운받은 후 출력하면 미니 바람개비 전개도가 나옵니다. 칼이나 가위로 잘라 바람개비 모양으로 접은다음 샤프심 위에 올려 놓고 하시면 됩니다. (볼펜이나 다른 도구보다는 샤프심(흑연) 위에서가 가장 잘 됩니다.) 올려지는 미니 바람개비는 많이 접어서 안정되게 올려지는 것 보다(너무 안정되면 잘 돌지 않습니다.) 약간 아슬아슬 하게 올려지는 것이 효과가 좋습니다. 사람의 체온에 의해서도 공기의 대류가 생겨 바람개비가 돌 수 있.. 2013. 3. 21. 잉크를 이용한 액체의 대류 실험 동영상 동영상 다운받기 유투브 영상을 보고 액체의 대류 실험을 만들어 보았습니다. 영상처럼 잘 되지는 않네요 https://youtu.be/yWb38X1-jJg 몇번의 시행착오 끝에 붉은색 잉크를 데워서 뜨거운 물에 섞고 파란색 잉크는 얼음물에 담가서 식힌다음 얼음물에 담았습니다. (처음에는 잉크를 물에 안섞고 했는데, 양이 적다보니 잘 표가 안나고 시간이 오래 걸리네요) 그리고 수조의 물은 미지근하게 만들었습니다. 양쪽에서 동시에 수조에 부었더니 잉크가 퍼지면서 대류(?)가 일어나네요 뜨거운 붉은색 잉크는 떠오르고 차가운 파란색 잉크는 가라앉는걸 볼 수 있습니다. 그런데 실제로 해보니 시간이 1분에서 2분정도 걸립니다. 잉크가 확산되어 퍼져나가는데 시간이 걸리는 것 같네요 얼음물에 담갔던 파란색 잉크는 더 천.. 2013. 3. 21. 이전 1 2 다음
