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중학교 1학년 과학/4단원(기체의 성질)53

송풍기로 페트병 띄우기(베르누이 원리 이용) 송풍기를 이용하면 페트병 과 다양한 물체를 공중에 떠 있게 할 수 있다. 이는 베르누이 원리 때문에 가능한 일이다. 보이지 않는 기체 입자를 설명하려고 수업시간에 활용하였다. 4단원 기체의 성질과 연관짓기에는 조금 어색하지만 그래도 깊이 들어가지 않고 우리주변에 눈에 보이지 않는 기체입자들이 존재한다는 것을 이해시키는 것으로 만족한다. 학교에 있는 다양한 페트병을 송풍기를 이용하여 띄워 보았다. 골프공, 작은 원형 페트병, 조금 큰 원형 페트병, 일반페트병 그냥 띄우면 너무 가벼워서 날아가기 때문에 조금 무겁게 만들기 위해서 페트병 안에 물을 조금씩 넣었다. 나중에 페트병을 팽이처럼 돌려 주니 떠있는 모습이 더 근사하게 보인다. 기체는 눈에 보이지 않지만 우리 주변에서 다양한 영향을 미치고 있다. 베르누.. 2018. 8. 16.
스털링엔진(기체의 온도와 부피와의 관계) 기체의 온도가 올라가면 부피가 커진다는 것을 이용하여 만든 스털링엔진이다. 샤를의 법칙을 수업하고 나서 이런건 배워서 어디에 써요? 라고 질문이 들어올 때 기체의 온도와 부피관계를 이용해서 만들어진 스털링엔진을 실생활 예로 보여 주려고 한다. 스털링기관은 한쪽은 가열해서 기체의 부피를 팽창시키고, 한쪽은 냉각 시켜서 기체의 부피를 감소시키는 현상을 반복 이용해서 만든 엔진이다. 외부로부터 기체가 유입되거나 빠져 나가는 것이 아니고, 증기기관처럼 물을 끓이는 것도 아니다. 스털링엔진은 외연기관으로 내연기관에 비해 조용하고, 연료에 제한을 받지 않기 때문에 최근에 다시 각광을 받고 있다고 한다. 처음에 원리를 파악하는데 쉽지 않았다. 이런걸 생각하고 만들어낸 사람이 대단하게 느껴질 뿐. 방학때 해외구매를 통.. 2018. 8. 14.
기체의 확산과 증발 (암모니아) 가상 실험 개정교육과정에 나오는 페놀프탈레인을 이용해서 암모니아 확산을 확인하는 실험을 가상실험으로 만들어 보았다. 태블릿에서 설치없이 바로 실행할 수 있도록 추가했다. 아래 링크로 접속해서 실행하면 된다. https://sciencej1.cafe24.com/html5/diffusionammonia/diffusionammonia.html 페트리접시에 페놀프탈레인 용액을 1방울씩 원형으로 떨어뜨리고 중심에 암모니아수를 떨어 뜨리면 암모니아 기체가 확산하면서 페놀프탈레인과 만나 붉은색으로 변하는 것을 확인할 수 있다. 가상실험을 만들면서 몇가지 요인을 추가하였다. 1. 입자 모형을 보이거나 보이지 않게 할 수 있다. - 실제 실험에서는 기체 입자가 보이지 않는다. 입자 모형을 보이지 않게 해서 실제 실험처럼 확인할 수.. 2018. 8. 12.
삼각플라스크에 풍선 넣기(기압이용) 삼각플라스크에 풍선을 넣는 실험을 해 보았다. 그냥 단순히 풍선이 들어가는게 아니라 아래 사진처럼 풍선이 삼각플라스크안을 꽉 채우는 것이 목표다. 이론적으로는 너무 간단한 실험인데 실제 해보니 쉽지 않다. 처음에는 12인치(30cm) 짜리 풍선을 사용했는데 계속 실패했다. 그래서 16인치(40cm) 풍선을 사용했다. 간단한 실험이라고 생각했는데, 10번 정도 시도해서 계속 실패만 했다. 풍선을 완전하게 삼각플라스크에 집어 넣는 것이 생각처럼 쉽지 않다. 실패한 이유를 생각해 보니 1. 풍선의 크기가 너무 작아서 그런 것으로 보인다. (그래서 16인치(40cm)풍선을 새로 구입했다) 2. 서서히 압력이 줄다 보니 풍선이 먼저 오므라 들면서 생각처럼 삼각플라스크 안으로 빨려 들어가지 않는다. (가장 많이 팔.. 2018. 7. 30.
둥근플라스크를 이용한 기체의 압력 (대기압) 실험 아래 그림처럼 둥근플라스크에 고무관을 연결해서 물에 담그고 둥근플라스 안에 약간의 물을 넣고 가열했다가 식히면 어떻게 될까? 너무 간단한 실험이라 해본 적이 없다. 이번에 신과수 하계연수에서 독일에서 온 안드레아 선생님이 이 실험을 보여줄때만 해도 사실 시큰둥 했다. 저 정도는 한국 교사들도 다 알고 있는데 꼭 해봐야 하나, 당연히 물을 가열하면 수증기로 증발하고 수증기가 공기를 밀어내면서 플라스크 내부는 수증기로 가득 채워지고, 가열을 멈추면 수증기가 응결해서 물방울로 바뀌면서 그 공간을 물이 채우고 들어 오겠지 그런데 둥근플라스크 안에 물이 얼만큼이나 들어올까? (글쎄. 해본적이 없어서 꽤 많이 채우지 않을까? 뭐 이런걸 꼭 해 봐야 하나?) 하지만 실험 시연이 끝나고 많은 반성을 하게 되었다. 언제.. 2018. 7. 21.
흔들린 탄산음료캔 거품 안나게 따기 - 보일의 법칙 흔들린 탄산음료캔을 거품 안나게 뚜껑을 따는 많은 방법이 나와 있다. 대부분 따라해 봤는데 별로 만족스럽지 않았다. 그러다가 최근에 인터넷에서 알게된 탄산음료캔을 바닥에 눕혀서 굴리는 방법을 알게 되었다. (제 생각이 잘 못 되었을 수도 있다는 생각을 하고 있습니다. 맨 아래 추가 정리 중 참고) 마구 흔든 사이다캔을 옆으로 뉘어서 3번 정도 왕복해서 굴려 준다. (주변 사람들의 도움을 받아서 최대한 세게 흔들어 달라고 한 후 실험해 보자.) 이때 주의할 점은 사이다캔이 완전히 1바퀴 이상 굴러야 한다. 그리고 너무 빨리 굴리면 안된다. 그리고 나서 사이다 캔 뚜껑을 따면 신기하게도 거품이 넘쳐나지 않는다. 동영상을 통해 확인해 보자. 동영상 끝부분에서 벽면에 붙은 기포가 떨어지는 걸 보여주려고 했는데 .. 2017. 12. 11.
직접 병으로 만드는 오줌싸개 인형(샤를의 법칙) 집에서 자녀와 함께 5분만에 하는 과학 실험 샤를의 법칙을 증명할 때 자주 사용하는 오줌싸게 인형을 직접 만들어 보면 어떨까 하는 생각을 했다. 그래서 병을 이용해서 오줌싸게 인형을 만들어 보았다. 생수병은 뜨거운 물을 부으면 녹아서 찌그러든다. 그래서 탄산수병을 사용했다. 일단 동영상을 보자. https://youtu.be/pIsh-S3t3os 방법은 간단한다. 병을 깨끗하게 씻고 아래쪽에 날카로운 송곳으로 작은 구멍을 뚧는다. 그리고 찬물을 구멍이 충분히 잠기도록 붓고 뚜껑을 닫는다. 그럼 준비 끝. 이제 뜨거운 물을 병에다 부어주면 된다. 그럼 병안에 들어있는 공기가 샤를의 법칙에 의해 팽창하게 되고 팽창한 공기는 구멍을 통해 물을 병 밖으로 밀어내게 된다. 플라스틱병이라 전도가 잘 되지 않아 잘 .. 2017. 9. 27.
보일-샤를의 법칙 종이 학습지 - 종이를 접어가며 공부 보일의 법칙과 샤를의 법칙을 쉽게 이해시킬 수 있는 방법이 없을까 고민하다가 종이를 접어서 이해 시켜 보기로 하였다. 보일의 법칙과 샤를의 법칙은 결국 분자운동으로 설명하면 쉽다. 기체의 부피는 어떻게 결정되는가? 외부압력과 내부압력이 같아질때까지 부피가 변하다가 같아지면 부피 변화가 멈추게 되는 것이다. 계속해서 이 이야기를 반복하다 보면 자연스럽게 부피가 어떻게 변할지를 예측할 수 있다. 아래 프로그램을 함께 사용하면 좋다. http://www.sciencelove.com/965 따라서 보일의 법칙이나 샤를의 법칙도 외부압력과 내부압력이 언제 같아지게 되는지를 따져 보면 결과를 예측할 수 있다. 눈에 보이지 않기 때문에 이해하기 어려워 하기에 학습지의 검은선을 잘라 접어 보면서 실험해 보도록 하였다... 2015. 12. 2.
고무풍선과 압정을 이용한 압력 실험 우선 실험 동영상을 보자 자석고무판과 압정 그리고 고무풍선을 준비한다. 자석고무판에 압정을 촘촘하게 붙이고 자석판을 들어 아이들에게 압정을 확인시켜 주었다. (그냥 종이위에 올려놓고 하면 풍선이 터질때 사방으로 흩어져 위험하다. 자석위에 앞정을 붙이거나 아니면 테이프로 압정을 꼼꼼하게 붙여서 사용하도록 하자. 자석고무판이 없었다면 교탁위에서 시도하지 않았을 것이다.) 풍선을 불어 압정위에 올려 놓는다. 교실에 들어가면 풍선 위에 출석부나 책을 올려 놓는다. 조금 자신감이 생기면 출석부를 막대로 살짝 내리쳐 보자. ^^ 아이들은 압정위에 풍선을 올려 놓는 것 만으로도 긴장하게 된다. 압력은 단위면적당 작용하는 힘인데 작용하는 힘이 같아도 힘을 받는 면적이 압정수에 비례해서 늘어나게 되므로 압력은 반비례해서.. 2013. 10. 31.
분자의 배열송 - LG사이언스 랜드 제공 LG사이언스랜드에서 제공하는 분자의 배열송입니다. 물질의 상태변화를 분자운동으로 잘 설명하고 있네요 http://www.lg-sl.net/product/sciencesong/sncsong/readSncsong.mvc?sncsongId=SONG2013060001 물질의 상태가 변화하는 것은 분자의 배열이 달라지기 때문이에요 분자의 배열은 열에 의해 변하지만 때때로 압력에 의해서도 변해요 세가지 물질의 분자에 대해 알아봐요 압력은 고체, 액체, 기체 순으로 높아 거리는 기체, 액체, 고체 순으로 멀고 운동의 빠르기는 기체, 액체, 고체 순 고체의 분자배열은 매우 규칙적이고 액체는 자유롭고 기체는 더 자유로워 물질이 상태 변화하면 분자 자체는 변하지 않고 배열만 다르게 변해요 물질의 상태변화에 대한 명칭 알아.. 2013. 8. 29.
영하 40도에서 비눗방울이 어는 모습(상태변화) 동영상 영하 40도에서 불어놓은 비눗방울이 이렇게 얼어 버린다네요 온도가 낮으니 비눗방울도 상태변화가 일어나 고체가 되는 군요. 신기 ^^ 2013. 7. 25.
눈에 보이지 않는 기체 - 흐르는 성질 물질의 세가지 상태에서 기체의 성질 중 흐르는 성질이 있음을 보여주는 자료 입니다. 기체가 흐른다는 것을 잘 모르는 것 같네요 밀도가 큰 SF6가스를 이용한 것입니다. 이 가스는 무색 무취 무독성 난연성이라 절연가스로 널리 쓰입니다. 밀도가 큰 이 가스를 수조에 담고 그위에 알루미늄박으로 배 모양을 만들어 띄워논 거죠 눈에 보이지는 않지만 아래쪽에는 가스가 가득 차 있겠지요. 그위에서 알루미늄 배가 출렁거리구요. 기체도 눈에 보이지 않지만 물처럼 흐르는 성질이 있다는 것을 알 수 있습니다. *참고* 육플루오린화황(화학식: SF6 통용: 육불화황, 헥사플루오린화 황)은 플루오린과 황의 화합물로, 황 원자를 중심으로 플루오린 원자가 정팔면체 구조를 취하고 있다. 인체에 무해하나 지구 온난화를 추진시키는 가스.. 2013. 3. 24.
보일의 법칙 - 진공용기를 이용하여 주사기 팽창시키기 동영상 다운받기 전에 대기압 설명하려고 만든 영상이다. 오늘보니 보일의 법칙에서 보여주어도 좋을 것 같아서 이곳에도 올려 놓는다. 생각의 틀을 바꿔서 교과서에서 나오는 풍선뿐만 아니라 주사기도 가능하다는 것을 보여주고 싶다. 대부분의 아이들이 주사기의 피스톤이 밀려나올꺼라 잘 생각하지 못한다. 진공용기를 이용하여 고무풍선을 팽창시키면서 대기압은 모든 방향에서 작용한다는 것을 설명 할 수 있다. 그런데 주사기 끝을 글루건으로 막고 진공용기에 넣으면 압력을 빼도 주사기가 팽창할꺼라 생각하는 학생은 많지 않은 것 같다. 그래서 주사기끝을 글루건으로 막고 팽창시켜 보았다. 한개는 그냥 주사기의 끝만 막았고 한개는 주사기의 피스톤 뒷 부분을 잘라내어 끝만 막았다. (피스톤이 거추장스러울때가 있어서 하나는 잘라내 .. 2013. 3. 24.
주사기를 이용한 보일의 법칙실험과 끓음 현상 - 초간단실험 주사기를 이용하여 아주 간단하게 실험을 할 수 있습니다. 1. 보일의 법칙실험 찬물을 주사기에 1/5 정도 담고(담기전에 공기를 뿜어내서 기포가 많이 발생하게 합니다.) 주사기 끝을 막고 잡아당겨 가며 안에 들어있는 기포의 크기를 관찰합니다. 2. 압력이 낮아지면 끓는점이 낮아진다는 실험 따뜻한 물을 주사기에 1/5 정도 넣고 잡아 당기면 계속해서 기포가 발생합니다. 이는 내부에서 부터 물이 끓기 때문에 나타나는 현상입니다. 영상에서 보는 것처럼 처음에는 손가락으로 주사기 끝을 막고 실험했습니다. 그런데 압력을 낮추면 손가락이 많이 아파요. 그래서 주사기 끝을 막을 것을 찾아 보았는데 마땅한게 없었습니다. 동영상 후반부에 보는 것처럼 주사기 끝에 비닐관을 끼우고 반으로 접은후 집게로 물어주면 공기가 세지.. 2013. 3. 24.
다이버를 이용한 마술(기체의 압력과 부피) 다이버를 이용한 마술(기체의 압력과 부피) 제가 우연히 발견해서 수업할때 마다 사용하는 방법입니다. 2가지 다 과학적 원리가 숨어있습니다. 일종의 속임수입니다. 1. 초능력으로 다이버 오르내리게 하기 2. 손으로 눌러 다이버 떠오르게 하기 두가지 다 트릭이 있습니다. 어떤 트릭이 있는지 밝혀 보는 것도 재미있는 학습이 될 것 같네요 https://youtu.be/gHRy-71GvP8 2013. 3. 24.
오줌싸개인형(샤를의 법칙) 동영상 다운받기 오줌싸개인형을 이용하여 샤를의 법칙을 실험해 보았다. 직접만드는 오줌싸개 인형은 아래 링크 참고 http://sciencelove.com/2215 2013. 3. 24.
손으로 끓이는 액체(샤를의 법칙?) 동영상 다운받기 손으로 끓이는 액체 입니다. 샤를의 법칙을 설명할때 보여주면 좋을 것 같네요 엄밀히 따지면 샤를의 법칙의 영향만 받는다고는 볼 수 없지만 샤를의 법칙에 대한 개념을 설명하는데는 효과가 있을 것 같습니다. 2013. 3. 24.
샤를의 법칙과 관련된 아이디어 정리(임시) 1. 오줌싸개 인형 2. 찌그러진 탁구공 펴기 3. 페트병 찌그러트리기 4. 갈릴레이 온도계 5. 다이버를 이용한 온도계, 관성, 압력계 6. 손으로 끓이는 액체(증발 영향이 더 크지만 샤를의 법칙에 예로 보여주어도 무방할 것으로 보임) 7. 이불 압축팩(보일의 법칙) 8. 삼각플라스크에 계란 넣기 9. 사이다병 위에 동전 올리고 움직이기 2013. 3. 24.
보일의 법칙과 관련된 유투브 동영상 보일의 법칙과 관련된 유투브 동영상입니다. 중간에 물감의 삼원색을 서로 섞는 과정이 재미있네요 2013. 3. 24.
샤를의 법칙 - 액체질소를 이용해서 풍선 크기 줄이기 액체질소를 이용해서 온도를 내려 풍선크기를 줄이는 유투브 동영상입니다. 재미있는 것은 공기가 액체공기로 된 것도 확인할 수 있네요 샤를의 법칙이라고 하기에는 약간의 모순점이 있지만 재미있는 실험 같습니다. 2013. 3. 24.