22. 상태변화와 열에너지

안녕하세요!!!! 채니에요. 요즘 날씨가 너무 덥죠? 오늘 폭염주의보... 뭔가 더우니까 더 공부하기 싫고 그런 것 같아요.  아마 저번주나 이번주에 시험이 끝나죠? 저는 자유학년제라 안 보긴 하는데 저희학교 선배님들은 저번주 금요일에 끝나셨던 것 같아요. 시험 아직 안 보신 분들은 화이팅!! 하시고 그럼 오늘도 채니와 함께하는 즐거운 과학여행 떠나볼까요?

 

2019/02/12 - [채니와 함께하는 즐.과.행 1학년] - 1.지구계

1.지구계

2019/07/02 - [채니와 함께하는 즐.과.행 1학년] - 21.물질의 상태변화

21.물질의 상태변화

이번 단원에서 다루는 상태 변화와 열에너지는 크게 3가지 내용으로 분류할 수 있는데요, 상태 변화와 열에너지의 흡수, 방출, 그리고 이용으로 나눌 수가 있어요. 오늘은 상태 변화와 열에너지의 흡수와 방출에 대해서 이야기 할 건데요, 먼저 열에너지에 대해서 알아볼까요?

출처-네이버 이미지

‘열에너지’란, 물체의 온도를 변화시키거나 물질의 상태를 변화시키는 에너지의 한 형태인데요, 열에너지는 온도가 다른 두 물질이 접촉하고 있을 때 온도가 높은 물질에서 낮은 물질로 이동해요. 이때 열에너지를 얻은 물체는 온도가 높아지고, 열에너지를 잃은 물체는 온도가 낮아진답니다.

 

예를 들어볼까요? 차가운 물을 컵에 담아서 거실 탁자 위에 놓고 시간이 지나면, 차가웠던 물이 미지근해지는 걸 볼 수 있어요. 온도가 서로 다른 두 물질, 즉 거실에 있던 공기와 차가운 물이 접촉하면서, 거실 공기에 있던 열에너지가 차가운 물로 이동했기 때문이지요. 열에너지의 크기는 온도와 물질의 상태에 따라 달라지는데, 물체의 온도가 높을수록 크고, 또 고체 상태 일 때 보다는 액체 상태일 때가, 액체 상태보다는 기체 상태일 때가 열에너지가 크답니다.

 

자, 이제 열에너지에 대해서도 알아봤으니까, 상태 변화에 따른 열에너지의 흡수에 대해서 이야기 해야겠죠?  고체를 가열할 때, 액체를 가열할 때, 녹는점과 끓는점으로 나누어서 이야기 할게요.

출처-EBS

고체를 가열하면 온도가 점점 높아지는데요, 계속 높아지는 게 아니고, 고체가 녹기 시작하면 온도가 더 이상 올라가지 않고 유지돼요. 고체가 다 녹아 액체가 되면 그 때부터 다시 온도가 높아진답니다. 고체가 녹는 동안은 흡수한 열에너지가 물질의 온도를 높이는 데 사용되지 않고, 고체에서 액체로 변하는데 모두 사용되기 때문에 온도가 높아지지 않고 일정한 거랍니다. 조금 더 자세히 설명해볼까요? 고체가 액체로 변하려면 입자 사이의 인력을 약하게 해서 규칙적으로 배열되어 있던 입자들을 흐트러지게 해야 하는데, 흡수한 열에너지를 입자 배열을 변화시키는데 사용하기 때문에 온도가 높아지지 않는거죠.

 

다음으로, 액체를 가열해볼까요? 액체를 가열하면, 고체를 가열했을 때와 마찬가지로 온도가 점점 높아지다가, 액체가 끓기 시작하면 온도가 더 이상 높아지지 않고 일정하게 유지된답니다. 액체가 끓어 기체가 된 상태로 가열하면 다시 온도가 높아지죠. 액체가 끓기 시작하면 흡수한 열에너지가 물질의 온도를 높이는데 사용하지 않고, 액체 입자 사이의 인력을 거의 다 없애서 기체가 되도록 입자를 배열하는데 사용하기 때문에 온도가 일정한 거에요.

녹는점/출처-네이버

끓는점/출처-네이버 블로그

아까 고체가 녹기 시작할 때, 기체가 끓기 시작할 때 라는 문장들이 나왔었죠? 고체가 녹기 시작하는 온도를 녹는점, 액체가 끓기 시작하는 온도를 끓는점이라고 하는데요, 모든 물질은 녹는점보다 낮은 온도에서는 고체로 존재하고, 녹는점과 끓는점 사이의 온도에서는 액체로 존재해요. 끓는점 이상의 온도에서는 기체로 존재한답니다. 예를 들어서, 얼음의 녹는점은 0도고, 물의 끓는점은 100도인데요, 따라서 0도 이하에서는 고체 상태인 얼음, 0도에서 100도 사이는 액체 상태인 물, 100도 이상에서는 기체 상태인 수증기로 존재합니다.

 

 이번에는 반대로 냉각을 시켜볼까요? 물질을 냉각하는 그래프는, 고체를 가열하는 그래프와 선대칭을 이루게 되는데요,  물질이 열에너지를 방출하면 입자의 운동이 강해져 입자 사이의 인력이 강해집니다. 이때 입자들이 규칙적으로 배열하면서 입자 사이의 거리가 가까워지고, 기체에서 액체로, 액체에서 고체로 변하는 것이죠.

 

오늘 준비한 이야기는 여기까지 입니다~ 이해가 잘 되셨는지 모르겠어요.. 그래도 늘 답글 달아주시고 질문도 남겨주셔서 감사해요>< 그럼 채니는 다음주 이 시간에 상태변화와 열에너지를 이용한 예를 들고 돌아오겠습니다. 안녕!!!!!