온도
2009-05-02
준비물
알콜램프, 비이커, 시험관, 온도계, 잉크물
목적
1. 온도계를 만드는 과정을 알아보자.
실행과정
실험. 온도는 어떻게 느낄 수 있을까.
1. 뜨거운 물과 차가운 물, 미지근한 물을 준비한다.
2. 양손을 뜨거운 물과 차가운 물에 각각 약 30초 동안 담가 둔다.
3. 양손을 모두 미지근한 물 속에 넣어 본다.
4. 어떤 느낌이 드는지 기록한다.
2. 양손을 뜨거운 물과 차가운 물에 각각 약 30초 동안 담가 둔다.
3. 양손을 모두 미지근한 물 속에 넣어 본다.
4. 어떤 느낌이 드는지 기록한다.
탐구원리
뜨거운 물 속에 담갔던 손을 미지금한 물에 넣으면 차갑다고 느낄 것이고, 차가운 물 속에 담갔던 손은 미지근한 물이 따뜻하다고 느낄 것이다.
왜 그럴까. 뜨거운 물에 담갔던 손은 미지근한 물에 담그게 되면, 처음보다 온도가 낮으므로 차갑거나 시원하다고 느끼는 반면, 찬물에 담갔던 손은 미지근한 물이 온도가 더 높으므로 따뜻하다고 느끼게 된다.
이와 같이 우리가 온도에 대해 느끼는 정도는 상황에 따라 다르다. 그러므로 우리는 느낌만으로 정확히 물체가 차고 따뜻하다고 말할 수 없다. 그렇기 때문에 온도를 정확하게 잴 수 있는 온도계가 필요한 것이다. 온도계의 모습을 관찰해보자. 둥근 막대 모양으로 길쭉한 유리관이 있고, 그 위부분에는 괼 모양의 구멍이, 아래 부분에는 붉은 단지 모양의 둥그런 부분에 붉은 액체가 가득 차 있다. 또한 유리막대에는 일정한 간격으로 눈금이 그려져 있으며 숫자가 쓰여 있다.
아래 부분의 붉은 단지를 손으로 만지면 붉은 액체 기둥이 점점 위로 올라간다. 이유가 무엇일까? 붉게 보이는 것은 알코올로서, 알코올은 온도가 높아지면 부피가 늘어나기 때문이다. 그러므로 부피가 늘어나는 정도를 이용하여 온도를 잴 수 있는 것이 바로 온도계이다.
온도계에 사용하는 액체가 수은이냐 알코올이냐에 따라 알코올 온도계와 수은 온도계로 구분할 수 있다. 알코올 온도계와 수은 온도계는 각각 장단점을 지니고 있다. 우선 수은은 영하 40도 부근에서 얼기 때문에 아주 추운 지방에서는 온도계로서 적당하지 않다. 즉 영하 30도 정도만 되더라도 점성이 강해지므로 온도 변화를 정확하게 나타내기 힘들다. 반면 알코올은 영하 100도 부근에서 얼기 때문에 상당히 추운 지방에서도 사용할 수 있다. 반면 알코올은 78도만 되면 끓어서 기체가 되기 때문에 기온이 높은 곳에서는 정확한 온도를 측정하기 어렵다.
온도에 따라서도 장단점이 있다. 온도 변화에 따라 수은의 부피는 일정하게 변하지만 알코올은 변하는 비율이 달라진다. 그러므로 정확한 온도를 측정하기 위해서는 알코올보다 수은으로 만든 온도계가 좋다.
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