중학:상태변화와 온도변화
틀:15개정 과학 중1 단원 보기
1단원. 지권
2단원. 힘과 운동
3단원. 생물의 다양성
4단원. 기체의 성질
5단원. 물질의 상태변화
6단원. 빛과 파동
7단원. 과학과 나의 미래
배우는 이유
| 흥미적
이유 |
200°C의 물은 없을까? -30°C의 물은 왜 없을까?
출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~)
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|---|---|
| 학문적
이유 |
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| 직업적
이유 |
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| 배워야 할 것 | 어는점 녹는점 끓는점 |
| 너희들은? | 온도변화를 알면 종이냄비가 안타는 이유를 알수있다
끓는점 녹는점을 이용해서 돈을 벌수도있다 종이 냄비로 라면을 끓이는 것처럼 다른것으로도 쓸일이 있을 것이기 때문 |
도입
학습
영상
| 영상 | 영상 |
|---|---|
| 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
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.
| 핵심개념 | 설명 |
|---|---|
| 어는점 | 액체를 냉각하면 온도가 낮아지다가 변하지 않는 지점이 생기는데, 이를 어는점이라 한다. |
| 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
| 분류 | 질문 | 대답 |
|---|---|---|
| 개념 | 엄청 추워도 녹는 물질이 있나요? | 액체질소요? ㅎㅎㅎ 액체질소는 녹는점이 -210.00 °C에요~! |
| 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~ | |
| 얼음에 갑자기 100도의 열을 가하면 바로 수증기가 되나요? | 100도는 온도를 의미하고, 열은 에너지인데, 에너지가 가해지는 속도에 따라 다르겠지요. 보통은 녹았다가 끓어 수증기가 될듯. | |
| 바다의 소금은 빼고 바다를 증발시키려면 얼마나의 열이 있어야 하나요 | 조사해서 알려주면 세특 써드림. | |
| 끓이거나 얼리거나 녹이거나 할때 온도가 유지되지 않는 물질이 있나요? | 물에 다른 걸 섞으면 온도가 유지되지 않는데, 순수한 하나의 물질이라면 온도가 유지되요오~ | |
| 종이 냄비에 고기는 구울수 없나요 | 음... 상태변화가 일어나지 않기 때문에 온도가 유지되지 않아서.. 탈듯요. | |
| 기체에 열을 가하면 어떡해 되나요? | 기체의 온도가 계속 올라가지요오~ 너무 높아지면 플라즈마가 됩니다~ | |
| 성운은 어떤 상태에요? | 보통은 가스(기체)가 이온화 된 상태라고 알고 있어요. 자세히 조사해서 알려주면 세특 써드림. | |
| 모든 물체에는 어는점과 끊는 점이 있나요? | 네. 다만 일반적인 환경에선 이산화탄소의 액체상태는 없으니, 용어를 달리 해야겠지요~ | |
| 종이컵으로 라면을 끓일 수 있나여?!?! | ㅇ | |
| 100도짜리 물을 얼려 얼음으로 만들고 여기에 0도짜리 물을 부으면 어떻게되나요? | 100도 물을 얼렸다면 이미 0도 아닌가요;;;; | |
| 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. | |
| 호기심 | 신고 있는 양말이 젖었을때 발이 아픈 이유 | 물이 증발하면서 온도가 낮아지기 때문에 고통스러운 게 아닐까요? |
| 물이 100L가 있는데 가스레인지가 100도가 넘으면 100L가 끓나요? | 아뇨. 바로 끓진 않겠죠. | |
| 우주에서도 밥을 지어먹을 수 있나요? | 우주선 밖의 찐 우주를 말하는거죠?? 일단 물을 모으는 것 자체가 어려울듯;; | |
| 천도 물로 고체를 녹일수있나요? | 몇몇 플라스틱을 녹일 수 있을듯. 고체의 어는점이 1000도보다 낮다면 녹일 수 있겠죠오~ | |
| 아이스크림은 얼렸는데 왜 얼음 처럼 딱딱하지 않나요? | 중간중간에 공기층이 있어서. 슬러시와 비슷한 상태라고 생각하면 되요. 그 증거로.. 아이스크림을 녹였다가 다시 얼리면... 엄청 딱딱하죠. | |
| 어는점과 녹는점은 둘 다 같은데 왜 이름을 나누어져있나요 | 방향이 달라서. 고체->액체, 액체->고체로. | |
| 물과소금을섞고얼린다음다시녹이면어떻해되나요? | 다시 소금물. | |
| 왜 압력이 크면 물체가 잘 끓지 않나요? | 무언가 끓는다는 건 결합을 끊고 날아가는 건데, 외부에서 누르는 힘이 크면 벗어나기가 어렵기 때문이죠~ | |
| 기타 | 앞에서 나온 -75도에 녹고 58도에 끓는 물질이 무엇인가요? | 그냥 대충 가정한건데; |
| 폭포수련을 10년동안 쉬지않고하면 머리의 형태가 변할까요? | 목에 디스크 생길듯. | |
| 선생님은 라면을 끓일때 종이냄비로 끓여본적이 있나요? | 저번 학교에서 실험 했었음. | |
| 헛소리 | 라면은 왜 끓어 먹어야 되요? | 부숴먹어도 되는데요. |
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?
보기 전에 먼저 생각해보세요~
- 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.
수업 후, 흥미로운 것
시간이 남을 때에만 보세요~
답
| 캠핑에 종이냄비를 챙겨가곤 하는데, 왜 종이가 타지 않는 걸까? | |
|---|---|
| 답변 | 선생님코멘트 |
| 물이 온도를 흡수해서 | 온도를 흡수한다기 보단 열을 흡수한다는 표현이 좋을 것 같아요! |
| 종이의 끓는점이 물의 끓는점보다 높으면서 | 종이의 끓는점이 아니라, 종이의 발화점이 정확한 표현일 것 같아요! |
| 종이가 타기전에 물이 먼저 끓어서
종이에 가해지는 열이 물에가서 발화점까지 가지않아서 물이 최대 100도까지만 올라가고 물이 열을 흡수해서 종이 냄비가 타지 않는다 |
굿. |
| 열을 물이 흡수해서
물이 종이의 열을 흡수해서 |
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| 종이가 물을 흡수해서 | ? 종이에 코팅이 되어 있어서 물을 그렇게 잘 먹진 않아요;; |
| 종이의 타기 시작하는 온도가 물보다 높기 때문이다. | 물의 끓는점보다 높다고 하면 완벽할듯! |
| 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...!!! |
| 녹는점이 -78도, 끓는점이 50도인 물체가 있을 때 이 물체는 25도에서 어떤 상태일까? | |
| 답변 | 선생님코멘트 |
| 액체
액체 + 액체 |
ㄱ굿. |
| 일반상태 | 그게 뭔데;;? |
| 기체 | 끓는점이 50도니까, 기체상태려면 50도 이상이어야 하지 않을까요? |
| 미지근한 상태
물이 미지근하게 액체상태일것이다 |
미지근함의 기준은 무엇인가. |
| 열이 조금 가해지고있는 상태이다. | 조금 가해지고 있는 상태? 열을 가한다는 말은 없었는데;;;; |
| 액체 상태이고 따뜻할것이다 | 따뜻함의 기준은 무엇인가. |
| 물의 양이 달라지면 어는점, 끓는 점이 달라질까? 그렇게 생각한 이유는? | |
| 답변 | 선생님코멘트 |
| 아니요 안달라져서
아니요,물의 끓는 점 어는 점은 달라지지 않는다. |
넵. 이유가 더 보충되면 좋겠어요~ |
| 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;; |
| 아니다. 양이 변해도 상태가 변하지 않는다 | 상태..라기보단 물의 성질은 변하지 않는다는 게 정확할듯! |
| 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. |
| 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 |
| 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~ |
지난 답
| 2000°C의 물이 있다면 우린 이걸로 뭘 할 수 있을까? | |
|---|---|
| 답변 | 선생님코멘트 |
| 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! |
| 2000도의 물로 할수있는 게 별로 없을 거 같다. | 위에서 봤듯;; 많아요; |
| 왜 상태가 변할 땐 온도가 변하지 않을까? | |
| 답변 | 선생님코멘트 |
| 상태가변하는 어는점과 녹는점의 온도가 똑같이 0도여서
어는점이 있기때문에. |
고체가 녹거나, 액체가 다시 굳는 온도는 둘이 같아요.
한 번 생각해 보라고 두었습니다. |
| 분자가 가지고가서. | |
| 가해진 에너지를 분자가 가지고 가기 때문이다.
물질의 상태를 변화시키는데 필요한 분자운동에 열을 사용하기 때문에. 가해준 열에너지가 상태 변화로 사용되기 때문에 | |
| 분자가 열 에너지를 방출하기때문에.
분자들이 열을 배출하기 때문이다. | |
| 왜 2000°C의 물은 존재할 수 없을까? | |
| 답변 | 선생님코멘트 |
| 못할것 같다. | '왜'를 물었는데, 왜 이상한 말을 하니;;; |
| 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. |