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여러 가지 물체들의 분자 운동
X X 중 학 교
X학년 X반 XX번 X X X
≪탐구를 시작하게 된 동기≫
며칠전 어머니께서 나에게 커피를 타오라고 하셨다. 나는 문득 뜨거운 물에 커피가루를 부었는데 엄청난 속도로 커피가루가 퍼지는 것을 보고 물체의 분자 운동에 궁금증이 생겼고, 여러 가지 물체들의 분자운동에 대해 알아보기로 했다.
≪알아보고 싶은 점≫
①-1 찬물과 뜨거운 물 중 어떤 물에 커피가 얼마나 빨리 퍼져나갈까?
①-2 저어주면 얼마나 더욱 빨리 퍼질까?
③ 물도 아세톤처럼 뜨겁게 가열하면 질량이 대폭 증가할까?
≪탐구 기간≫
-2003. 08. 14. ～ 2003. 8. 15.
≪탐구 절차와 방법≫
실험(1-(1)) : 찬물과 뜨거운 물 중 어떤 물에 커피가 얼마나 빨리 퍼져나갈까?
가설 : 나는 뜨거운 물이 찬물보다 월등히 빨리 퍼질 것이라고 생각된다. 학교에서도 그렇게 배웠으며, 아마 뜨거운 물은 3분이면 다 퍼지고 찬물은 10분 정도 걸릴 것 같았다.
준비물 : 커피가루, 찬물과 뜨거운 물, 스톱워치(초시계), 컵
<실험방법>
① 투명한 두 컵에 똑같은 양씩 찬물과 뜨거운 물을 붓는다.
② 티스푼에 커피가루를 똑같이 한 수저씩 담아서 각각 물에 뿌린다.
③ 커피가루를 뿌림과 동시에 스톱워치로 걸리는 시간을 측정한다.
④ 커피가루가 퍼지면 스톱워치를 멈추고 두 개의 걸린 시간을 확인한다.
<실험결과>
두 개의 스톱워치로 동생과 시간을 측정하자 뜨거운 물은 1분 21초가 걸리자 모두다 녹아 내렸다. 찬물은 겨우 반정도 퍼졌으며, 결국 찬물은 3분 정도가 걸려 다 녹아 내렸고, 1분 39초의 차이가 났다.
실험(1-(2)) : 스푼 등등으로 저어준다면 얼마나 더욱 더 빨리 확산될까?
가설 : 저어주면 둘 다 별 차이 없이 잘 퍼질 거라고 생각한다. 저어준다면 확산되는 속도가 엄청나게 증가하여 1분도 체 안 되 모두 풀어질 것이라고…(생략)
생각된다.
준비물 : 커피가루, 찬물과 뜨거운 물, 스톱워치, 컵, 스푼
<실험방법>
① 실험 1과 같이 두 개의 컵에 뜨거운 물과 찬물을 똑같이 붓는다.
② 커피가루를 티스푼으로 한 스푼 씩 퍼서 각각의 물에 넣는다.
③ 커피가루를 뿌림과 동시에 스톱워치로 시간을 측정하며, 스푼으로 젓는다.
④ 두 컵에 커피가 다 풀어지면 스톱워치를 멈추고 걸린 시간을 측정한다.
<실험결과>
스푼으로 저어주자 저어주지 않을 때와 달리 엄청나게 시간적으로 차이가 벌어졌다. 뜨거운 물은 10초도 체 안 되 완벽하게 풀어졌고, 찬물은 40초 가 걸렸다.
가설과는 차이가 나는 속도지만 저어주지 않을 때와 비교하면 위의 표처럼 시간이 많이 단축된 샘이다. 물에서 일어나는 확산 현상은 스푼 같은 도구로 확산을 도와주면 더욱 빨리 확산된다는 것을 확실히 알게 되었다.
실험(3) : 물도 아세톤처럼 뜨겁게 가열하면 질량이 부쩍 늘어날까?
가설 : 나는 물도 아세톤처럼 액체이기 때문에 가열하면 기화되어 부피가 대폭 늘어날 것이라고 생각된다.
준비물 : 비닐 팩, 냄비, 뜨거운 물, 찬물, 고무줄, 스톱워치
<실험방법>
① 먼저 냄비를 가스 레인지에 올려놓는다.
② 비닐 팩에 찬물을 조금 넣는다.
③ 비닐 팩을 묶어 수증기가 새 나가지 않도록 하고, 고무줄로 다시 한번 묶어서 수증기 새 는걸 방지해준다.
④ 냄비에 비닐 팩을 넣고 미리 가열해둔 뜨거운 물을 붓고 약한 불로 가열을 시작하고, 스톱워치로 시간을 측정한다.
⑤ 비닐 팩이 부풀면 스톱워치를 멈추고 걸린 시간을 확인한다.
<실험결과>
10분 동안 계속 가열해 보았으나 부풀어오르지 않았고 미세한 변화도 전혀 없었다. 실험한 결과, 물은 아세톤처럼 기화되는 속도가 빠르지 않아서 수증기로 기화시키려면 오랫동안 뜨겁게 가열하지 않으면 수증기로 만들기 힘들다는 것을 알게 되었다.
≪탐구를 통해 알게된 점과 느낀 점≫
분자 운동에 대한 탐구를 통해 우리 주변은 여러 가지 분자 운동에 의해 일어나는 일들이 아주 많다는 것을 알게 되었으며, 우리 주변에서는 별것 아닌 것 같아도 아주 신기한 일들이 많다는 것을 느끼게 되었다. 또 동생과 함께 탐구를 하면서 동생도 많이 배우게 된 그런 탐구활동이 돼서 매우 뜻 깊은 탐구활동이었고 길지 않은 방학 짧은 시간이지만 작은 실험을 통해 많은 것을 배워서 좋은 계기가 되었다. 그리 어렵고 거창한 탐구활동은 아니지만 이 탐구를 통하여 뿌듯함과 보람을 느끼게 되었다. 이번 탐구를 계기로 나중에 다른 주제로 과학탐구를 해서 신기한 일을 알아보고 싶다.
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