화학반응과 에너지 편집하기

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{{15개정 과학 중3}}
==배우는 이유==
{| class="wikitable"
!흥미적
이유
|왜 종이나 나무를 태우면 따뜻해질까?

발열도시락은 어떻게 전자레인지나 불 없이 따뜻해질 수 있는걸까?

===출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~)===

#겨울에 쓰는 손난로는 어떻게 따뜻해지는 걸까?

#

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#
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!직업적
이유
|
*화학, 식품 등 화학 관련분야에 진출할 때 기초.
*발열, 흡열을 활용한 다양한 물건들이 있다.(손난로, 발열패드, 냉각팩 등)
|-
!학문적
이유
|
*각종 연구에서의 상식.
|-
!너희들은?
|
|}
==도입==
<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=eM25xmxjSrI&t=44s</youtube><br /> 
==학습==
<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=qodbmiQQkKk</youtube><br /><youtube>https://www.youtube.com/watch?v=4B32-VwdGjg</youtube>
===실험영상===
{| class="wikitable"
!내용
!영상
|-
|
|
|-
|
|
|}

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==수업요약==
{| class="wikitable"
!개념
!설명
|-
|화학반응과 에너지 출입
|에너지를 방출하면? -> 주변 온도 상승.
에너지를 흡수하면? -> 주변 온도 하강.
{| class="wikitable"
!상황
!예시
|-
|에너지를 방출
|나무의 연소, 염산과 수산화나트륨의 반응, 호흡,
|-
|에너지를 흡수
|소금과 물의 반응, 수산화바륨과 염화암모늄의 반응, 광합성,
|}
|-
|활용
|
{| class="wikitable"
!상황
!예시
|-
|에너지를 방출
|
*구제역(입의 점막, 발톱 사이에 물집이 생긴다.)
*바이러스 제거(산화칼슘과 물을 반응시켜 온도를 높이는 것으로 열에 약한 구제역 바이러스 제거. 이걸 지역단위로 뿌린다.)
*염화칼슘 제설(수분을 흡수하면 열 방출 + 어는점 하강으로 잘 얼지 않는다.)
*발열도시락, 발열물통
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|에너지를 흡수
|
*냉찜질 주머니(질산암모늄과 물의 반응)
*한제(혼합 냉각제를 한제라 부른다. 대부분 얼음과 소금의 혼합)
|}
화학변화할 때의 에너지 출입을 이용한 발명품을 만들어 보면 어떨까?
|}
===전개질문===

#화학변화할 때 에너지를 방출하면 주변 온도는 어떻게 될까?
#화학변화할 때 에너지를 흡수하면 주변 온도는 어떻게 될까?

#

#

#
#

#

===도착질문===

#없음.

#

#

==학생들의 질문==

===발열반응과 관련한 질문===
{| class="wikitable"
!질문
!대답
|-
|나무가 탈때 왜 주변이 따뜻해지나요
|발열반응을 해서요~
|-
|핫팩은 왜 주머니에 넣어두기만해도 따뜻해지나요?
|흔드는 것만큼은 아니더라도, 주머니에 넣는다고 해서 산소를 차단하지는 못하잖아요?
|-
|손난로에 구리를 넣어도 따듯해지나요? 

손난로를 철가루 말고 다른 가루로는 재현할 수 없나요?

열울방출 하는 다른 가루가 있을까요???
|철만큼은 아니더라도, 산화구리도 산소와 반응하니, 따뜻해지긴 할 거에요~
|-
|손난로 처럼 흔들면 열이 생기는 다른것이 있나요?
|마찰열로 인해 열을 낼 순 있겠지요.

화학변화해서 열을 방출하는 반응들은 모두 손난로처럼 쓸 수 있을거에요~

흔드는 건 열을 내기 위함이 아니라, 산소와의 접촉을 늘려서 화학변화를 빠르게 하기 위함입니다~
|-
|열을 내는것들은 대부분 화학 반응으로 내는 건가요?
|네. 대부분이요. 전열기기가 아니라면.
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|집에 화학 반응 되는거 있으신가요
|나(호흡함)
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|몸을 움직일때 온도가 높아지는 이유
|호흡을 많이 해서요. 영양소를 운동에너지로 변환시킬 때 열도 함께 발생해요~
|-
|사람이 에너지를 방출되는 행동을하면 그 주변 온도는 올라가나요?
|네. 주변이 후끈후끈해지잖아요~
|-
|철구슬 같은 것을 그냥 두면 우리가 호흡하는 공기에 있는 산소와 만나 열을 내나요?
|철구슬 표면이 녹슬면서 열을 내지요~ 아주아주 느리게.
|}

===흡열반응과 관련한 질문===
{| class="wikitable"
!질문
!대답
|-
|광합성하는 것이 화학 반응 인가요?
|네, 태양빛의 에너지를 흡수해서 저장하는 화학반응입니다.
|-
|열을 흡수하면 차가워지는 원리로 아이스팩같은 것을 만들수 있나요?
|네, 당연하죠! 실제로 많이 나와있구요!
|-
|얼음팩 이외에 흡열반응을 이용한 예
|집에서 간단한 아이스크림을 만들 때~
|-
|열을 흡수하면 주변 온도가 낮아지는데 온도가 낮은 곳에서 열을 흡수해도 온도가 낮아지나요?
|네, 열의 흡수가 일어나면 무조건이죠. 그런데, 너무 낮은 온도에선 화학반응이 일어나지 않을 수도 있어요.
|}

===오개념을 수정하기 위한 질문===
{| class="wikitable"
!질문
!대답
|-
|보온병도 같은 원리인가요,
|보온병은 열을 내는 게 아니라, 열이 빠져나가지 않게 해주는 역할이에요~
|-
|냉동고도 비슷한원리인가요

냉장고도 화학변화 해서 온도를 떨어트리나요?
|냉장고, 냉동고는 화학반응을 이용한 게 아니라, 상태변화를 이용해 온도를 낮춰요~
|-
|이렇게 화학반응에서 에너지가 보존되는 경우는 없나요(방출이나 흡수없이)
에너지 출입이 없는 화학반응도 있나요?
|처음 물질과 나중 물질의 화학에너지가 같아야 할텐데, 원자의 배치가 변하니까.. 같은 물질은...없을 것 같은데요?
|-
|화학변화할때 에너지가 방출될때 주위 온도가 낮아질수는 없나요
|네, 방출된다는 건 주변의 에너지가 높아진다는거잖아요?
|-
|이글루에 물뿌리면 따뜻해지는건 발열반응이라 그런건가요?
|비슷하지만, 물 뿌리는 건 상태변화할 때 나오는 에너지에요~ 화학변화랑은 달라요~
|-
|핵융합은 발열반응일까요? 흡열반응일까요?
|핵융합은 화학반응이 아니라 발열,흡열반응이라는 용어를 쓰진 않지만, 굳이 말하자면 열을 내뿜죠.
|}

===관련 호기심===
{| class="wikitable"
!질문
!대답
|-
|핫팩을 처음 만들때 공장에 산소가 있는데 그러면 그때 변하지 않나요? 아니면 그 비닐 안에 있을때는 안에는 산소가 없는건가요?
|네, 포장하잖아요?
|-
|똑딱이 난로를 때리면 굳나요? 똑딱이 손난로 액체를 밖에서 때리면 굳나요?
|네, 과포화상태의 물질에 충격을 가하면 포화되어 있던 물질이 밖으로 빠져나오죠. 그렇게 나오면서 열을 방출합니다.(물에 녹을 땐 열을 흡수하거든요)
|-
|똑딱이 손난로는 재사용이 가능한데 그럴려면 따뜻한 물에 담구잖아요 그때는 반대로 열을 흡수하나요?
|네, 좋은 추리!
|-
|똑딱이 난로의 액체를 엄청 많이 넣어둔 뒤 충격을 주면 다 변하나요?
|네, 똑딱이로 한 번 튕겨주면 순차적으로 변하듯, 양이 많다 하더라도 변하죠.
|-
|만약 질산 암모늄이랑 산화 칼슘이 손난로 안에서 물이랑 반응하면 미지근해지나요 ?
|네. 에너지를 방출하고 흡수하는 양이 비슷하다면 그렇지 않을까요?
|-
|핫팩에서 철이녹슬어도 열을 방출하나요?
|화학반응이 끝난 다음엔 산화철이 되어버리니, 더 반응하지 못하겠죠~
|-
|철가루와 산소는 비율 상관없이 만나기만하면 따뜻해지나요
|비율이 맞지 않으면 반응하지 않아요~
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|핫팩을 던져서 터뜨리고 나오는 가루들은 따뜻해지나요?
|네, 다 녹슬기 전까지 따뜻해지겠죠~
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|핫팩이 무한하게 따뜻하지 않은 이유는 뭔가요?
|방출하는 에너지에 한계가 있기 때문이에요. 물리변화에서 분자간 거리가 줄어들면서 열을 방출하듯 원자간의 거리가 짧아지면서 열을 방출한다고 했죠? 이 거리가 무한하지 않아서요'.
|-
|핫팩을 터트리고 다시 모으면 열이 나나요?
|액체손난로의 경우, 사용하지 않은 액체를 모아서 충격을 가해주면 굳기 시작하면서 열이 나요~ 크기가 얼마든~
철가루 난로라면... 다 쓴 경우엔 소용이 없겠죠;;
|-
|똑딱이 손난로는 다시쓰던데 어케다시쓰나요.
|물중탕 해서 온도를 높여주면 다시 과포화상태가 되요~
|}

===기타 호기심===
{| class="wikitable"
!질문
!대답
|-
|산화철을 구우면 어떻게 되요?
|더 녹슬겠죠. 산소가 없는 공간에서 다른 처리를 한다면 오히려 녹을 뺄 수도 있구요!
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|염화 철도 있습니까
|네
|-
|일반인은 동의없이 염산 사용못하나요
|네. 교사나 화학 관계자들만 살 수 있어요~
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|드라이아이스는 어떤 물질이 결합 한건가요
|탄소와 산소요. 이산화탄소의 고체형이 드라이아이스에요~
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|드라이아이스를 물에 넣을 때 연기가 나는것도 관련이 있나요?
|이산화탄소의 경우엔 기화된 이산화탄소라 할지라도 온도가 낮아서, 수증기가 응결하게 만드는 거에요~
|-
|세포와 입자의 차이점이 있나요? 만약 있다면 무엇이 있는지 알려주세요.
|입자는 원자, 분자 같은 알갱이들을 의미하고, 세포들은 이들이 모여 만들어진 거죠.
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|백혈구가 일을 하면 이마의 온도가 올라갑니다. 이는 백혈구가 일을 하면 열을 방출한다는 뜻인데 물리변화에 의한 발열인가요, 화학변화에 의한 발열인가요?(세포가 물리변화나 화학변화를 하지 않는다면 대답하지 않으셔도 됩니다.)
|백혈구가 일을 해서 열이 올라가는 게 아니라, 균이나 바이러스를 죽이기 위해 몸에서 열을 올리는거에요. 몸에서 열을 내는 건 영양소를 쓰는 것이니, 화학변화죠.
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|컴퓨터나 핸드폰을 하면 기기에 온도가 올라가는데 이건 산화철이 되는 과정도 아닌데 왜 올라가나요?
전자핫팩은 무슨원리인가요?
|이건 화학반응 때문에 올라가는 게 아니라, 전자가 원자들과 부딪혀서 나오는 열이에요~
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|에너지는 어떻게 생기나요?
|어떤 에너지를 말하는거죠? 보통은 태양빛을 광합성으로 저장해서 식물에 저장되는 걸 이용하죠.
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|기체상태의 고체가 존재 하나요
|다른 상이 동시에 존재할 수 있어도, 동시에 두 상태로 존재한다고 말하긴 어려울 듯해요~
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|만두에 구멍을 뚫으면 따뜻해지는게 멈추는데 그걸 과학적으로 설명해줏여
|열을 가둬두던 막이 뚫리면 열이 빠져나가기 쉬워지잖아요~
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|손난로에 손이 데일 수도 있나요?
|네, 보통 40도 이상 올라가서 저온화상을 입기도 하지요..
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|냉각수의 원리가 무엇인가요?(분자나 만들어진 배경이 궁금합니다.)
|어디에 쓰는 걸 말하는지 모르겠지만.. 물이죠. 물은 비열이 크니까요. 그리고 100도 이상 올라가지 않으니, 냉각수로 쓰입니다.
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|스테이플러같이 생긴 비닐 밀봉하는 제품은 어떤원리로 밀봉하나요?
|열을 가해 비닐을 살짝 녹여서 밀봉하는거에요~
|}

===기타===
{| class="wikitable"
!질문
!대답
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|과학쌤이 가장 존경하는 과학자혹은 철학자
|파인만이요. 개구쟁이 좋아요.
|}

===해결해 주지 못한 질문===
{| class="wikitable"
!질문
!대답
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|손날로는 누가 만든건가요???
|조사해오세요~
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|에너지는 누가 발견한걸까요
|글쎄요;; 누가 발견했다고 한 사람을 지명하기엔 어려울 것 같아요;
조사해 오면 세특에 써줄게요.
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|산소와반응하여 에너지를 주변에너지를 흡수하는 것도 있나요?
|음... 모르겠어요. 제가 아는 한 없어요. 조사해 와서 발표해줄래요? 세특에 써줄게요.
|-
|전기는 누가 만들었나요?
|처음 발견한 건 탈레스라고들 하죠. 조사해 오면 세특에 써줄게요.
|}

===헛소리===
{| class="wikitable"
!질문
!대답
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|에너지를 가져오면 제 마음도 따뜻하나요?
|네.
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|의자에 방귀뀌면 따뜻해지던데 열방출인가요?
|열 전도라고 봐야겠지요, 혹은 대류.
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|핫팩은 왜 계속 안따듯한가요.
|에너지가 무한하지 않으니까요~
|}
===분류하지 않은 질문===
{| class="wikitable"
!분류
!질문
!대답
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|한제라고 하는 소금과 물의 반응은 흡열반응이라고 하는데요. 물에 소금을 넣어 녹이는 용해 쪽으로 보면 물리 변화가 일어났다고 말하지 않나요??? 어떤 면에서 화학변화로 보고 어떤 면에서는 물리변화로 보나요? 
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=더 나아가기=
교과 내용이 너무 쉬워서 더 공부하고 싶은 사람들은 보세요~

#게이뤼삭의 업적, 그가 했던 실험들을 조사해서 선생님께 알려주면 세특에 기입해줄게요~
#왜 열이 나고, 왜 열을 흡수하는지 알기 위해선 퍼테셜 에너지에 대해 배워야 하는데, 이건 3단원에서 처음 배워요. 그리고 고등학교에나 가야 그 의미가 이해가 되지 않을까 싶어요~
{{접기

|제목=보기 전에 먼저 생각해보세요~

|내용=
|형태=mw-collapsed toccolours}}<br />
===수업 후, 흥미로운 것===
시간이 남을 때에만 보세요~

함안 낙화놀이. 오래전 조상들도 정확한 원리는 몰랐다지만, 물질의 다양한 성질을 이용해 즐길 줄 알았다.

<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=iYT2i360G58</youtube>

석간주. 궁궐이나 사찰 기둥에 칠한 붉은 안료. <chem>Fe_2O_3</chem>를 이용해 만든 것으로, 적철석을 통해 얻거나, 철을 산화하여 만들기도 한다. 중국 단청에선 찾을 수 없는 우리나라 고유의 책.

http://www.mhj21.com/imgdata/mhj21_com/200803/2008030419332507.jpg
=답=
{| class="wikitable"
! colspan="2" |겨울에 쓰는 손난로는 어떻게 따뜻해지는 걸까?
|-
!답변
!선생님코멘트
|-
|철이 산소를만나서

열에너지가 방출되서
|두 답을 종합하면 완벽하겠네요~
|-
|흔드는거는 안에 철이 녹슬어서
철과 산소가 결합하면서 열을 방출해서

녹이 슬 때 열을 방출하기 때문에

철가루가 공기와 만나 산화철이되면서 열을 방출하기 때문에
|굿.
|-
|흔들기 손난로: 공기중에 있는 산소와 철이 둘이 붙어서 열을 낸다.
또따이 손난로: 똑딱이 손난로 안에있는 물질은 충격을 가하면 고체가 되면서
열을 진출한다.
|완벽!
|-
|철이 산화철로 되면서 물과 공기가 서로 만나 열이 방출되는것이다.
|물과 공기가 만난다...? 철과 산소가 만나는 반응이 주 반응이에요~
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! colspan="2" |화학변화할 때 에너지를 방출하면 주변 온도는 어떻게 될까?
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!답변
!선생님코멘트
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|올라감, 따뜻해진다, 높아진다. 주변 온도가 높아진다.
|굿굿.
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! colspan="2" |화학변화할 때 에너지를 흡수하면 주변 온도는 어떻게 될까?
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!답변
!선생님코멘트
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|낮아진다, 떨어진다, 낮아짐. 주변 온도가 낮아진다.
|별거 없죠~?
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