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체온으로 도는 바람개비
▶ 준비물
얇은 종이(7cm×7cm), 가위, 실핀, 지우개 달린 연필이나 나무 젓가락
▶ 실험방법
① 먼저 얇은 종이를 <사진 1>과 같이 7cm×7cm의 크기로 자른다.
② 자른 정사각형 모양의 종이를 대각선 방향으로 접는다.
③ 나머지 한 쪽 대각선도 접는다.
④ 두 대각선이 만나는 중심이 종이 위로 약 1cm 정도 올라오게 종이를 접는다.
⑤ <사진 2>와 같이 네 변의 가운데를 밀어준다.
⑥ 실핀을 나무젓가락이나 지우개 달린 연필의 끝에 <사진 3>과 같이 움직이지 않도록 꽂는다.
⑦ 이것을 받침이 되는 큰 지우개에 꽂는다.
⑧ 실핀의 끝에 <사진 5>과 같이 접은 종이의 중심을 잘 맞추어 올려 놓는다.
⑨ 이제 손을 모아 종이의 양쪽에 가까이 가져가 보자.
⑩ 손을 움직이지 말고 가만히 있으면서 종이를 관찰해 보자.
▶ 어떻게 될까요?
몇 분이 지난 후 종이는 서서히 돌기 시작할 것이다.
만일 종이를 건드려 종이가 움직였다면 조금만 기다렸다가 다시 해 보도록 하자. 이 때 손은 최대한 종이에 가깝게 가져가는 것이 중요하다.
일단 종이가 움직이면 천천히 계속 도는데, 종이를 더 빨리 돌게 하려면 종이는 될 수 있는대로 가벼운 것을 써야하며 손은 더 따뜻해야만 한다.
▶ 왜 그럴까요?
따뜻한 손을 모으고 있으면 손 주변의 공기가 데워지게 된다. 이렇게 데워진 공기는 위로 올라가게 되는데, 위로 올라가게 된 공기는 핀 위에서 조심스럽게 균형을 맞추고 있는 종이를 움직여 돌게 하는 것이다.
이는 공기의 대류 현상에 의한 것으로 대류 현상을 조금 더 자세하게 살펴보면 다음과 같다.
대류는 분자의 운동에 의해 에너지가 전달되는 현상으로 액체와 기체와 같은 유체에서만 발생한다. 기체나 액체를 가열했을 때에 생기는 흐름, 또는 그 흐름에 따라서 일어나는 열의 이동을 대류라 한다.
예를 들면, 용기에 넣은 액체를 밑에서 가열하면 가열…(생략)
된 액체는 팽창해서 밀도가 작아져 위쪽의 차고 밀도가 큰 액체와 자리를 바꾸듯이 대류가 생긴다.
이러한 대류는 물질이 열을 직접 가지고 이동함으로써 열이 이동되는 현상으로서 액체나 기체는 열의 전도율이 작기 때문에 대부분의 열은 대류에 의해서 전달된다.
공기와 바닷물의 대류 현상은 지구상에서 기상 현상을 일으키는 중요한 역할을 하여 태풍의 발생 등 여러 가지 기상현상의 원인이 된다.
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