열과 온도이야기 33가지

머리말

Ⅰ. 열이란 무엇일까
01. 열이란 무엇일까?
02. 차가운 유리컵에 뜨거운 물을 부으면?
03. 강물은 왜 위에서부터 얼까?
04. 여름에는 바람 빠진 자전거 바퀴가 좋다고?
05. 열이 어떻게 물질의 상태를 바꿀까?
06. 더운 날 마당에 물을 뿌리는 까닭은?
07. 이글루에 물을 뿌리면 어떻게 될까?
08. 손난로는 어떻게 열을 낼까?
09. 지구가 천천히 더워지고 식는 이유는?
10. 하루에 필요한 열량은 몇 칼로리일까?
11. 열은 어떤 법칙을 따를까?

Ⅱ. 열이 전달되는 방법
12. 열은 언제까지 전달될까?
13. 금속은 어떻게 열을 전달할까?
14. 물과 공기는 어떻게 열을 전달할까?
15. 태양은 어떻게 열을 전달할까?
16. 지구가 점점 더워지는 이유는?
17. 도시가 열섬이 된 이유는?

Ⅲ. 다양한 열의 이용
18. 물질을 태우면 왜 열이 날까?
19. 전기로 열을 만들 수 있을까?
20. 열을 일로 바꿔 주는 장치는?
21. 엔진은 어떤 원리로 작동할까?
22. 냉장고는 어떻게 찬바람을 만들까?
23. 보온병 벽이 비어 있는 이유는?
24. 전자레인지는 어떻게 음식을 데울까?
25. 냉기를 만드는 기체의 비밀은?

Ⅳ. 재미있는 온도의 세계
26. 섭씨온도와 화씨온도는 어떻게 다를까?
27. 온도계에는 어떤 것들이 있을까?
28. 온도를 어떻게 조절할까?
29. 가장 낮은 온도와 가장 높은 온도는?
30. 저온 기술은 어디에 이용될까?
31. 체온은 어디를 재야 정확할까?
32. 우리 몸은 몇 도까지 견딜 수 있을까?
33. 사람은 왜 겨울잠을 자지 않을까?

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관련 교과

하루는 수혜가 놀이동산에 갔어. 놀이동산 한쪽에는 아이들이 많이 모여 있었지. 무슨 일인가 궁금해서 다가갔더니, 마술사 모자를 쓴 아저씨가 노랗고 걸쭉한 액체로 새도 만들고 공룡도 만들고 계셨어.
'와우, 무엇으로 저런 걸 만드는 거지?'
수혜가 궁금해서 계속 살펴보니, 아저씨는 작은 그릇에 설탕을 녹여 차가운 철판에 부은 뒤 색소를 뿌려 모양을 내셨어. 그게 굳어 딱딱해지더니 새도 되고 공룡도 되었지.
여기엔 어떤 마술이 숨어 있을까? 이 마술은 바로 열이 부린 거야. 열이 설탕 속을 들락날락하면서 딱딱한 고체 설탕을 노란 액체로 만들고, 다시 노란 액체를 새나 공룡 모양의 고체로 만든 거지.
물질은 분자라는 작은 알갱이로 이루어져 있다고 했지? 열은 이 작은 분자 알갱이들을 자극해서 움직임을 활발하게 만들어. 그러면 그 물질은 온도가 높아져서 액체가 되고, 운동이 더 활발해지면 기체가 되지. 하지만 열이 식으면 분자 알갱이들의 운동이 느려지고 온도가 낮아져서 고체가 되는 거야. 그러니까 설탕 마술이 아니라 열이 부린 마술이라고 할 수 있다고!

손난로를 잘라 보면 대부분의 손난로에는 속에 철가루가 들어 있어. 그래서 손난로를 흔들면 사각사각 소리가 나는 거야. 그런데 철이 열과 무슨 상관이 있냐고?
손난로를 흔들면 안에 있는 철가루가 공기 중의 산소와 만나 열을 내놓게 돼. 바로 이 열이 손을 따뜻하게 해주는 거지. 그럼 공기는 어떻게 손난로 속으로 들어가냐고? 손난로 겉을 잘 살펴봐. 아마 헝겊으로 되어 있을 거야. 공기 중의 산소가 들락날락하라고, 손난로는 비닐이 아닌 헝겊을 사용하는 거지.
그런데 손난로 안에서 일어나는 이런 과정이 아주 천천히 일어난다면 어떨까? 철이 녹슬게 될 거야. 철이 녹스는 과정도 철과 산소가 만나서 녹이라는 새로운 물질을 만들어 내는 것이거든. 그러니까 손난로는 철이 공기 중에서 녹스는 과정이 매우 빨리 일어나는 거라고 할 수 있어. 만약 이 과정에서 많은 양의 열이 한꺼번에 쏟아져 나오면 폭발하게 되지.
한편 철가루 대신 아세트산나트륨을 사용해서 손난로를 만들기도 해. 아세트산나트륨은 보통 액체 상태인데, 약간 흔들어 주면 갑자기 고체가 되면서 열을 많이 내놓는 성질이 있어. 하지만 다시 끓는 물에 넣으면 액체로 바뀌지.