중학:상태변화와 온도변화 편집하기

{{15개정 과학 중1}}
==배우는 이유==
{| class="wikitable"
!흥미적
이유
|200°C의 물은 없을까? -30°C의 물은 왜 없을까?

===출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~)===

#캠핑에 종이냄비를 챙겨가곤 하는데, 왜 종이가 타지 않는 걸까?
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!학문적
이유
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*물질이 언제, 어떻게 변하는지 알면 물질의 보관지식을 쌓거나, 물질이 변화할 때 발생할 일을 예측할 수 있다.
*물은 왜 100도가 되면 끓을까? 왜 0도가 되면 얼까? 물질마다 끓는 온도나, 어는 온도는 어떻게 다를까? 물질의 특성에 따라 계산할 수 있을까?
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!직업적
이유
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*물질의 보관에 적합한 상태는 무엇일까? 사용에 적합한 상태는 무엇일까? 우주선의 연료는 상황에 따라 상태를 다르게 해서 저장하거나 사용할 수 있다.
*물질의 상태변화가 언제 일어나는지 알아야 다양한 물질을 안전하게 다룰 수 있다. 물질을 운반하거나 다루는 직업을 가진 이들에게 필수지식.
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!배워야 할 것
|어는점 녹는점 끓는점
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!너희들은?
|온도변화를 알면 종이냄비가 안타는 이유를 알수있다

끓는점 녹는점을 이용해서 돈을 벌수도있다

종이 냄비로 라면을 끓이는 것처럼 다른것으로도 쓸일이 있을 것이기 때문
|}
==도입==
<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=WHLaCzwZp1E </youtube>
==학습==
<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=YIzHSUJdZeE </youtube>

===영상===
{| class="wikitable"
!영상
!영상
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|가열해도 물체가 끓으면
온도가 변하지 않는다.
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|}
==수업요약==
상태가 변할 땐 온도가 변하지 않는다.

이것들을 설명하기 위해선 에너지 이동을 간접적으로 설명할 수밖에 없는데. 돈의 비유(100만원 되면 탈출)나 스트레스로 비유해 설명하면 좋겠다.

===상태변화와 온도 변화===
http://down.edunet4u.net/KEDNCM/A000800002_20140324/m_10_sc__sinsago_06_015.jpg

열을 가해도 상태변화 도중에는 온도가 변화하지 않는데, 이땐 에너지를 입자 사이의 결합을 끊는 데 사용하기 때문이다.

열을 빼앗아도 상태변화 도중에는 온도가 변화하지 않는데, 이땐 입자 사이의 결합이 이어지며 에너지가 다시 나오기 때문이다.
{| class="wikitable"
!핵심개념
!설명
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|어는점
|액체를 냉각하면 온도가 낮아지다가 변하지 않는 지점이 생기는데, 이를 어는점이라 한다.
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|녹는점
|고체를 가열하면 온도가 높아지다가 변하지 않는 지점이 생기는데, 이를 녹는점이라 한다. 어는점과 같다.
|-
|끓는점
|액체를 가열하면 온도가 높아지다가 변하지 않는 지점이 생기는데, 이를 끓는점이라 한다.
|}
위의 지점들에선 2가지 상태가 공존한다.

===전개질문===

#녹는점이 -78도, 끓는점이 50도인 물체가 있을 때 이 물체는 25도에서 어떤 상태일까?

===도착질문===

#물의 양이 달라지면 어는점, 끓는 점이 달라질까? 그렇게 생각한 이유는?

==학생들의 질문==
===분류하지 않은 질문===
{| class="wikitable"
!분류
!질문
!대답
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|개념
|엄청 추워도 녹는 물질이 있나요?
|액체질소요? ㅎㅎㅎ 액체질소는 녹는점이 -210.00 °C에요~!
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|물 위에 절대 안녹는 뚜껑 덮어놓으면 100도 보다 온도가 더 높아지지 않을까요
|압력을 가해준다는 말이죠? 압력을 높여주는 상황에선 물이 잘 끓지 않겠지요~ 물분자가 달아나기 힘들어지니까, 압력이 높아지면 끓는점음 100도 이상이 됩니다~!
|-
|
|기체도 끓나요?
|액체가 끓어서 기체가 되지요오~
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|얼음에 갑자기 100도의 열을 가하면 바로 수증기가 되나요?
|100도는 온도를 의미하고, 열은 에너지인데, 에너지가 가해지는 속도에 따라 다르겠지요. 보통은 녹았다가 끓어 수증기가 될듯.
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|바다의 소금은 빼고 바다를 증발시키려면 얼마나의 열이 있어야 하나요
|조사해서 알려주면 세특 써드림.
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|끓이거나 얼리거나 녹이거나 할때 온도가 유지되지 않는 물질이 있나요?
|물에 다른 걸 섞으면 온도가 유지되지 않는데, 순수한 하나의 물질이라면 온도가 유지되요오~
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|종이 냄비에 고기는 구울수 없나요
|음... 상태변화가 일어나지 않기 때문에 온도가 유지되지 않아서.. 탈듯요.
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|기체에 열을 가하면 어떡해 되나요?
|기체의 온도가 계속 올라가지요오~ 너무 높아지면 플라즈마가 됩니다~
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|성운은 어떤 상태에요?
|보통은 가스(기체)가 이온화 된 상태라고 알고 있어요. 자세히 조사해서 알려주면 세특 써드림.
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|모든 물체에는 어는점과 끊는 점이 있나요?
|네. 다만 일반적인 환경에선 이산화탄소의 액체상태는 없으니, 용어를 달리 해야겠지요~
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|종이컵으로 라면을 끓일 수 있나여?!?!
|ㅇ
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|100도짜리 물을 얼려 얼음으로 만들고 여기에 0도짜리 물을 부으면 어떻게되나요?
|100도 물을 얼렸다면 이미 0도 아닌가요;;;;
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|기체의 온도를 계속 올리거나 액체의 온도를 계속 내리면 새로운 물질의 상태를 찾을 수 있나요? 아니면 기체는 분자끼리 더 멀어지고 고체는 분자끼리 더 가까워져서 단단해 지나요?
|기체분자끼리 더 멀어지다가 전자랑도 분리되면 이온이 됩니다. 이걸 플라즈마상태라 부르죠.

온도를 계속 내리면... 한계지점에 다다르면 물질이 한 점에 모입니다. 이론상으로만 가능하죠.
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|호기심
|신고 있는 양말이 젖었을때 발이 아픈 이유
|물이 증발하면서 온도가 낮아지기 때문에 고통스러운 게 아닐까요?
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|물이 100L가 있는데 가스레인지가 100도가 넘으면 100L가 끓나요?
|아뇨. 바로 끓진 않겠죠.
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|우주에서도 밥을 지어먹을 수 있나요?
|우주선 밖의 찐 우주를 말하는거죠?? 일단 물을 모으는 것 자체가 어려울듯;;
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|천도 물로 고체를 녹일수있나요?
|몇몇 플라스틱을 녹일 수 있을듯. 고체의 어는점이 1000도보다 낮다면 녹일 수 있겠죠오~
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|아이스크림은 얼렸는데 왜 얼음 처럼 딱딱하지 않나요?
|중간중간에 공기층이 있어서. 슬러시와 비슷한 상태라고 생각하면 되요. 그 증거로.. 아이스크림을 녹였다가 다시 얼리면... 엄청 딱딱하죠.
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|어는점과 녹는점은 둘 다 같은데 왜 이름을 나누어져있나요
|방향이 달라서. 고체->액체, 액체->고체로.
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|물과소금을섞고얼린다음다시녹이면어떻해되나요?
|다시 소금물.
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|기타
|앞에서 나온 -75도에 녹고 58도에 끓는 물질이 무엇인가요?
|그냥 대충 가정한건데;
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|폭포수련을 10년동안 쉬지않고하면 머리의 형태가 변할까요?
|목에 디스크 생길듯.
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|선생님은 라면을 끓일때 종이냄비로 끓여본적이 있나요?
|저번 학교에서 실험 했었음.
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|헛소리
|라면은 왜 끓어 먹어야 되요?
|부숴먹어도 되는데요.
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|}

:#

=더 나아가기=
교과 내용이 너무 쉬워서 더 공부하고 싶은 사람들은 보세요~

#물질이 언제 끓을지 계산할 수 있을까?
#끓는 점을 일정한데, 왜 고지대에선 물이 일찍 끓을까?

#

{{접기

|제목=보기 전에 먼저 생각해보세요~

|내용=#물질의 상태변화는 굉장히 흔하게 볼 수 있는 현상이지만, 그 변화를 이론적으로 예상하기란 정말 어려운 일이다. 간단한 현상이지만 양자역학에 대한 이해를 필요로 할 정도로 심오한 일이다.(심지어 선생님이 알기론.. 계산할 수 없어요.)
#평범한 지대에선 물 외부의 공기가 물분자들이 빠져나오지 못하게 막아주지만, 산에선 기압이 낮아져 물분자들이 쉽게 빠져나온다.
|형태=mw-collapsed toccolours}}

<br />
===수업 후, 흥미로운 것===
시간이 남을 때에만 보세요~
=답=
{| class="wikitable"
! colspan="2" |캠핑에 종이냄비를 챙겨가곤 하는데, 왜 종이가 타지 않는 걸까?
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!답변
!선생님코멘트
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|물이 온도를 흡수해서
|온도를 흡수한다기 보단 열을 흡수한다는 표현이 좋을 것 같아요!
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|종이의 끓는점이 물의 끓는점보다 높으면서
|종이의 끓는점이 아니라, 종이의 발화점이 정확한 표현일 것 같아요!
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|종이가 타기전에 물이 먼저 끓어서

종이에 가해지는 열이 물에가서 발화점까지 가지않아서

물이 최대 100도까지만 올라가고 물이 열을 흡수해서 종이 냄비가 타지 않는다
|굿.
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|열을 물이 흡수해서

물이 종이의 열을 흡수해서
|
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|종이가 물을 흡수해서
|? 종이에 코팅이 되어 있어서 물을 그렇게 잘 먹진 않아요;;
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|종이의 타기 시작하는 온도가 물보다 높기 때문이다.
|물의 끓는점보다 높다고 하면 완벽할듯!
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|종이로 만든 냄비에 국을 끓이면 가해 준 열을 물이 흡수하므로 종이의 온도가 발화점까지 올라가지 않는다. 만약 종이로 만든 냄비 안의 물이 모두 기화되면 종이의 온도가 발화점까지 올라가서 종이가 타기 시작할 것이다.
|와우, 이렇게까지 정교한 설명을...!!!
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! colspan="2" |녹는점이 -78도, 끓는점이 50도인 물체가 있을 때 이 물체는 25도에서 어떤 상태일까?
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!답변
!선생님코멘트
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|액체

액체 + 액체
|ㄱ굿.
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|일반상태
|그게 뭔데;;?
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|기체
|끓는점이 50도니까, 기체상태려면 50도 이상이어야 하지 않을까요?
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|미지근한 상태
물이 미지근하게 액체상태일것이다
|미지근함의 기준은 무엇인가.
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|열이 조금 가해지고있는 상태이다.
|조금 가해지고 있는 상태? 열을 가한다는 말은 없었는데;;;;
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|액체 상태이고 따뜻할것이다
|따뜻함의 기준은 무엇인가.
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! colspan="2" |물의 양이 달라지면 어는점, 끓는 점이 달라질까? 그렇게 생각한 이유는?
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!답변
!선생님코멘트
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|아니요 안달라져서

아니요,물의 끓는 점 어는 점은 달라지지 않는다.
|넵. 이유가 더 보충되면 좋겠어요~
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|부피에 따라서 온도가 올라가는데 시간이 더 걸린다
|네, 달라지진 않고 그저 시간이 달라질 뿐이죠.
|-
|물의 입자가 많아져서

열이 전파되는 양이 적어서
|이유만 말했는데, 달라진다는거야 안달라진다는거야;;
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|아니다. 양이 변해도 상태가 변하지 않는다
|상태..라기보단 물의 성질은 변하지 않는다는 게 정확할듯!
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|달라지지 않는다 왜냐면 물의 양이 는다고 물의 성질이 달라지는 건 아니니까

달라지지 않는다. 양이 달라져도 끓기 시작하는 온도가 변하는건 아니기 때문이다.

달라지지 않습니다. 왜냐하면 양이 많아지는 것이지 입자가 달라지는 것이 아니기 때문입니다.
|완벽하군.
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|달라지지 않는다. 어는점과 끓는점은 달라지지 않지만, 물의 양이 달라져서 전체적으로 차가워지거나 뜨거워지는 것이 빨라지거나 느려져서

달라지지 않는다. 열이 분산되어 가열하는 시간이 달라질뿐 어는점과 끓는점은 달라지지 않는다
|ㅇㅇㅇㅇ
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|물이 많아질수록 물 분자끼리 에너지가 계속 나뉘어져 달라질것같다.
물의 양이 달라지면 끓는점이 달라질것이다. 이유는 크기와 양이 달라지면 어는점이 크기가 커진만큼 더 온도가낮아져야됀다. 그리고 끓는점도 온도가 더 높아져야 될 것이다.
|생각은 잘 했어요~ 분자끼리 에너지가 나뉘어진다는 게, 잘 안끓게 될 것 같다는 거죠? 
양이 많아지면 분자들이 에너지를 얻게 되는 속도가 느려지지만, 분자가 탈출하는 시기는 동일하기 때문에 양이 달라진다고 해서 끓는점이 달라지진 않습니다~!
|-
|ㄴ 달라진다면 어는점이 0도라는 사실은 정확하지 않게 되어서
|오... 통념에 근거하여 추리..! 나쁘지 않은 접근이네요~
|-
|아니다.어는점과 끊는점은 0도와 100도를 기준으로 항상 같기때문이다

아니다. 물의 어는점과 끓는점은 항상 0도와 100도이기 때문이다.
|이유는 다음시간에 다시 언급할거에요~
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|
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|}

===지난 답===
{| class="wikitable"
! colspan="2" |'''2000°C의 물이 있다면 우린 이걸로 뭘 할 수 있을까?'''
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!답변
!선생님코멘트
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|뭘 하려고 하기도 전에 증발해서 슬플것같다...
2000°C의 물은 존재 할 수 가 없다. 그 이유는 기화되기 때문이다.
|문제가 애초 있을 수 없는 일을 가정한 것이기 때문에..
이런 답은 적절하지 않죠;;;
|-
|물이 불의 역할을 할것같다.
금속을 녹이는데 사용할수 있다.

열이 있어야 모양이 변하는 물체들을 그 물로 녹여서 사용할 수 있다.

쓰레기를 녹이고, 불 없이 무언가를 끓일수 있다.
|온도가 높은 불의 대체물로써 사용 가능.
|-
|끓여 먹는 음식들을 몇 초 만에 조리할 수 있다.
삼겹살을 구울 수 있다....?

다량의 라면을 한꺼번에, 순식간에 조리할 수 있을 것 같다.

계란을 빨리 삶을수 있다
|온도가 너무 높기 때문에 타버린다.(400도 정도면 탐)
|-
|무기개발.
드라이아이스에 넣고싶다.

1초 만에 거대얼음 녹이기 유튜브 촬영.
|그냥 부어도 사람이 타버려.
물과 드라이아이스가 만나 드라이아이스가 승화하면서 폭발한다.

얼음이 순식간에 녹겠죠;? 괜찮은 아이디어네.
|-
|필요없는 건물을 녹인다.(김주호)
|건물을 부술 때 먼지와, 소음, 주변에 피해, 진동... 해결 가능!
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|2000도의 물로 할수있는 게 별로 없을 거 같다.
|위에서 봤듯;; 많아요;
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! colspan="2" |왜 상태가 변할 땐 온도가 변하지 않을까?
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!답변
!선생님코멘트
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|상태가변하는 어는점과 녹는점의 온도가 똑같이 0도여서
어는점이 있기때문에.
| rowspan="4" |고체가 녹거나, 액체가 다시 굳는 온도는 둘이 같아요.


다음시간에 배워요 ㅎㅎㅎㅎ

한 번 생각해 보라고 두었습니다.
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|분자가 가지고가서.
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|가해진 에너지를 분자가 가지고 가기 때문이다.
물질의 상태를 변화시키는데 필요한 분자운동에 열을 사용하기 때문에.

가해준 열에너지가 상태 변화로 사용되기 때문에
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|분자가 열 에너지를 방출하기때문에.
분자들이 열을 배출하기 때문이다.
|-
! colspan="2" |왜 2000°C의 물은 존재할 수 없을까?
|-
!답변
!선생님코멘트
|-
|못할것 같다.
|'왜'를 물었는데, 왜 이상한 말을 하니;;;
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|끓는점이 있기에 그만큼 뜨겁게 할 수 없을 것이기 때문이다.
그전에 증발돠어 없어져서.
|네, 일반적인 환경에선 증발되어 없어집니다.
|-
|분자들이 격렬한 열운동으로 끊고 날아가기 때문이다.
열운동이 심해져서.
|네, 다음시간에 배울 내용이 이거에요.
|}
=각주=
<references />