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1. 탐구 주제
그릇의 재질과 그릇 속의 물의 온도가 표면에 이슬이 맺히는 데 미치는 영향
2. 탐구 동기
물을 마시려고 찬 물이 들어있는 컵을 들었는데, 방금까지는 분명히 말라있던 컵이 축축하였다. 그러나 미지근한 물이 들어있던 컵은 표면에서 전혀 물기를 찾을 수 없었다. 그래서 난 ‘왜 그 컵에는 이슬이 맺히지 않는데 내 컵에는 이슬이 많이 맺혀 있을까’ 라는 의문을 갖게 되었고 그 현상에 대한 실험을 하게 된 것이다.
3. 탐구를 통하여 알아보고 싶은 점
유리, 종이, 금속으로 된 각각의 그릇은 안에 들어 있는 물의 온도가 몇 도일 때 그릇 표면에 이슬이 맺히기 시작하는가?
4. 탐구 실험과정 & 결과
① 실험 일시 : 2005년 8월 21일 오전 8시부터 10시까지
② 실험 장소 : 내 방
③ 실험자 : 나
④ 준비물 : 종이컵, 금속 컵, 유리컵, 온도계,
물그릇, 초침이 있는 시계, 키친타올, 젓가락(물을 젓기 위한)
⑤ 탐구 과정 :
1- 적당한 온도의 물을 만든다.
2- 그 물을 각 컵에 붓는다.
3- 1분 뒤에 표면온도와 컵 속의 수온을 잰다.
4- 각 컵의 물의 온도를 재서 기록한다.
5- 컵의 표면에 이슬이 생길 때까지 수온을 계속 낮추어서
1에서 4까지의 과정을 반복한다.
6- 이슬이 생기면 결로점을 정확히 찾기 위해 그 바로 전 실험 했을 때
온도와 이슬이 맺힌 온도 사이의 수온으로 적당한 범위의
온도를 찾을 때까지 실험을 계속한다.
⑥ 탐구 결과 :
? 물온도 (℃) 유리 금속 종이 수온(℃) 결로 여부 수온(℃) 결로 여부 수온(℃) 결로 여부 표면온도(℃) 표면온도(℃) 표면온도(℃) 1차 30.5 - × - × - × 29.6 29.2 28.9 2차 23.5 - × - × - × 24.6 24.2 24.2 3차 14.8 17.6 ○ 16.7 ○ 17.2 × 18.1 22.7 1…(생략)
6.7 4차 19.8 20.4 ○ 20.1 ○ 20.6 × 22.0 26.6 21.3 5차 21.5 21.8 × 21.6 × 21.7 × 22.5 26.4 22.1 6차 20.6 20.9 × 20.9 △ 21.2 × 21.8 26.2 21.7 7차 20.1 20.7 △ 20.6 ○ 20.9 × 21.8 26.1 -
⑦ 탐구 조건 : 나는 처음에는 표면온도만 재면 된다고 생각했었다. 원래 금속의 전도가 제일 빠르기 때문에 표면 온도가 가장 낮을 것이라고 생각했는데 표-1, 3차의 빨간색으로 표시 된 부분에서 다른 그릇들과의 표면 온도의 차가 심하게 나서 온도계의 표면온도 측정 결과를 그대로 사용하기는 어렵다고 생각하였다. 그래서 3차부터는 컵 속의 내부온도(수온)까지 재기로 하고 내부온도를 측정 기준으로 정하였다. 그리고 표-1에서 종이컵은 눈으로 관찰하거나 손으로 만져서는 결로여부를 알 수가 없어서, 조금 눅눅해지는 느낌은 받았으나 측정 기준으로 삼기 어려웠다. 6차에는 금속 컵에 이슬이 맺혔다가 바로 없어져 버려서, 7차에는 유리컵에 이슬이 맺혔는지 안 맺혔는지 알쏭달쏭했기 때문에 △로 표시를 하였다.
5. 탐구를 통하여 알게 된 점
이 탐구를 통해서 나는 7월 27일 오전 11시 ~ 12시에 우리집 거실의 결로점이 20.6℃~20.9℃쯤이라는 것을 알게 되었다. 유리컵과 금속 컵의 결로점은 큰 차이가 없었으나 금속 컵의 결로점이 약간(0.3℃정도) 더 높은 것으로 나타났다. 이는 금속의 열 전도율이 유리보다 높아서 표면온도가 조금 더 낮아서 그런 것으로 추측된다. 실험에서 측정한 금속 컵의 표면온도는 비접촉 온도계의 특성상 아마도 외부의 열선이 반사되어 높게 나타난 것 같다. 종이컵은 약간 눅눅하긴 했지만 결로 여부는 확실치 않았다. 온도계의 측정 오차는 -18℃~25℃에서는 최대 2℃, 25℃이상에서는 최대 1℃라고 적혀 있었다.
내가 참고한 ` Guide to the Best Science Fair Projects ` 라는 책에 따르면 습도도 결로점에 영향을 미친다는데, 기상청에 현재 서울의 평균 습도가 나와 있지 않아서 습도조건은 확인하지 못하였다.
6. 느낀점
나는 당연히 ‘찬물만 넣어 놓으면 이슬이 항상 맺히겠지...’ 라고 생각했었다. 항상 그 현상을 당연히 여겼고, 거기에 대해서 깊이 생각 해 본적이 없었다. 그런데 이 실험을 통해서 결로점에 대하여 훨씬 더 잘 알 수 있게 되었다. 날마다 학교에서 하는 실험들은 책에 나와 있거나 선생님께서 하라는 대로만 하였었는데 내가 직접 탐구 계획을 세우고 탐구를 하니 뭔가 많이 색달랐다. 그리고 학교에서 하는 과학 실험들은 결과가 다 정해져 있고 정확하지만, 이 실험은 하는 도중에 미리 예상하지 못했던 일들이 일어났다. 처음에 금속 컵의 표면온도를 재지 못하리라고 생각 하지 못했고, 종이컵에 이슬이 맺히는지 안 맺히는지 보이지 않을 것이라고 예상하지도 못했다. 알아내지 못한 것과 알쏭달쏭한 것을 그대로 적으면서 과학은 추측도 많이 필요하다는 것을 실감하였다.
7. 참고문헌
Guide to the Best Science Fair Projects, Janice VanCleave, Wiley & Sons Inc., 1997
건축환경과학(Environmental Science in Building), R. McMullan, 태림문화사, 1990
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그릇의 재질과 그릇 속의 물의 온도가 표면에 이슬(결로)이 맺히는데 미치는 영향.doc
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