[중등2과학] 열의 이동방법과 단열

자. 이번 수업은 열의 이동 방법과 단열에 대해 알아보자.

 

열은 전도나 대류, 복사를 통해 이동하는데

 

그 중 전도는, 주로 고체에서

 

이웃한 입자 사이의 충돌에 의해 열이 이동하는 방법을 말한다.

 

예를 들어 금속의 한쪽 끝을 가열하면

 

금속 입자의 충돌에 의해

 

열이 이동하여 금속 전체가 뜨거워진다.

 

대류는 액체와 기체에서 입자가 직접 이동하면서 열이 이동하는 방법을 말한다.

 

예를 들어 물을 비커에 넣고

 

아래쪽에서 가열하면

 

뜨거워진 물 입자는 위로 이동하고

 

위에 있던 차가운 물 입자는 내려오면서

 

물 전체가 뜨거워진다.

 

복사는 물질의 도움 없이 열이 직접 이동하는 방식을 말하며

 

태양열이 지구로 전달될 때 이용된다.

뜨거운 국에 숟가락을 담그면

 

손잡이 부분까지 뜨거워지는 것이나

 

추운날 바깥에 있는 금속의자는 나무로 된 의자보다 더 차갑게 느껴지는 것

 

냄비는 전도가 잘되는 금속으로 만들고

 

손잡이는 전도가 잘 되지 않는 플라스틱으로 만드는 것은

 

모두 전도에 의한 현상이며

주전자 아래쪽을 가열해도 물 전체가 뜨거워지는 것이나

 

에어컨은 위쪽에 난로는 아래쪽에 설치하는 것은

 

모두 대류에 의한 현상이다.

토스터기나 오븐으로 요리를 하는 것이나

 

적외선 카메라로 사람의 온도 분포를 촬영하는 것은

 

복사를 이용한 예시들이며

 

옆에 있는 친구의 체온이 느껴지는 것도

 

복사에 의한 현상이다.

단열은 열의 이동을 막는 것을 의미하며

 

단열이 잘될수록 물체의 온도 변화는 적게 일어난다.

 

단열제는 열의 이동을 막아주는 물질을 말하는 것으로

 

공기를 많이 포함하고 있을수록 효율적이므로

 

스타이로폼, 솜, 털과 같은 물질들이 단열재로 많이 활용된다.

스타이로폼으로 된 아이스박스에 음식물을 차갑게 보관하는 것이나

 

집에 이중창을 설치하고 벽과 벽사이에 스타이로폼을 넣는 것

 

겨울에 솜이 많이 들어 있는 방한복을 입는 것

 

보온병에 따뜻하거나 차가운 물을 넣어 보관하는 것은

 

모두 단열을 이용한 예시들이다.

보온병은 단열을 위한 여러 구조를 가지고 있는데

 

 

그 중 이중 마개는 전도를 차단하고

 

이중벽과 벽 사이 진공 상태의 공간을 이용해

 

전도와 대류를 차단하며

 

은도금된 안쪽 벽은 복사에 의한 열의 이동을 차단한다.

https://youtu.be/5rzpfkll08M

 

탑사이언스 과학학원(대구 수성구)

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