[스크랩] 고체, 액체, 그리고 기체

* 다음 사고훈련을 저자 착한왕(이상하)의 허락 없이 변형하여 상업적 목적으로 사용하는 것을 금합니다.

 

다음 사고훈련은 3~4학년 대상으로 만들어진 초급 과정에 해당한다. 사고훈련은 크게 초급, 중급, 상급, 그리고 심화 과정으로 구성되어 있다. 중급, 상급, 심화 과정과 달리, 초급 과정은 교과서에 나온 내용들을 다루고 있다. 그림보다는 오히려 쓰는 것이 많이 들어가 있다. 이유는 이렇다.

 

사고훈련의 궁극적인 목적은 문제 해결에 필요한 집중력과 끈기를 길러주는 데 있다. 그러한 집중력과 끈기가 갖춰지지 않으면, 스스로 무엇을 할 수 있는 사람이 되기 힘들다. 초등학교 및 중학교 교재 구성을 살펴 보면, 난이도가 지속적으로 올라가기 보다는 갑자기 튀는 식이다. 이것은 잘못된 구성 방식이다. 특히 저학년 교재 구성의 경우, 지나치게 만화식 그림 위주로 되어 있어 아이들이 깊게 생각해볼 기회를 갖기 힘들다. 자극 요소만 있으면 아이들은 오히려 어른보다 집중력을 발휘하여 한 문제에 대해 깊게 생각한다. 초급 과정 훈련에서는 아이들의 글을 평가하려고 해서는 안 된다. 초급 과정의 목적은 아이들이 문제에 대해 집중해볼 기회를 제공하는 데 있기 때문이다. 이러한 까닭에, 초급 과정은 아이들이 학교에서 배우거나 배울 내용을 다룬다.

 

 

우리가 살기 위해서는 많은 대상들이 필요합니다. 또 우리는 살면서 많은 대상들을 만나게 됩니다. 밥, 책상, 의자, 산, 비, 무지개, 자동차, 기차 등을 들 수 있습니다. 이러한 대상들은 크게 세 종류로 나뉩니다. 고체, 액체, 기체가 그 세 종류입니다. 고체, 액체, 기체는 어떻게 구분되는 것일까요?

 

 

[물음 1] 우리가 살기 위해 필요하거나 살면서 만나게 되는 대상들의 보기를 들어봅시다.

 

   

 

[물음 2] 우리가 살기 위해 필요하거나 만나게 되는 대상들은 크게 몇 종류로 분류됩니까?

 

 

 

[물음 3] 위 글에 이어질 내용은 무엇일까요?

 

 

 

 

 

분자들은 눈에 보이지 않는 아주 작은 알갱이들입니다. 대상을 구성하는 재료를 ‘물질’이라고 할 때 지구의 모든 대상들은 분자라는 종류의 물질로 구성되어 있습니다. 책상도 분자라는 종류의 물질로, 물도 분자라는 종류의 물질로, 그리고 방귀도 분자라는 종류의 물질로 구성되어 있습니다. 그럼에도, 책상은 고체로, 물은 액체로, 수증기는 기체로 분류됩니다. 왜 그럴까요?

 

고체에 속하는 책상은 외부에서 아주 강한 충격이나 열이 가해지기 전까지는 그 모양이 일정하게 유지됩니다. 책상을 구성하고 있는 분자들이 서로 강하게 결합하고 있기 때문입니다. 액체에 속하는 물은 물을 담고 있는 그릇에 따라 그 모양이 변하게 됩니다. 물을 구성하고 있는 분자들이 이리저리 운동하고 있기 때문입니다. 하지만 물 분자들은 서로 모이려는 성질도 갖고 있기 때문에, 물 분자의 운동은 수증기만큼 왕성하지 못합니다.

 

 

[물음 4] 책상의 모양을 변화시키려면, 어떻게 해야 할까요?

 

 

 

 

 

[물음 5] 집에서는 [물음 5]의 답이 되는 행동을 하지 말아야 합니다. 왜 그렇습니까?

 

 

 

 

 

물을 끓이면 수증기가 발생합니다. 수증기는 기체에 속합니다. 물과 수증기 모두 동일한 분자들로 구성되어 있습니다. 물의 분자들은 서로 모이려고 합니다. 그런데 그 분자들이 열을 받아 흩어지게 되면 더 이상 서로 모이려고 하지 않게 됩니다. 이 때문에. 수증기의 분자들은 왕성하게 운동을 합니다. 끓이는 물에서 올라오는 수증기들은 어느새 사방으로 퍼져 더 이상 눈에 보이지 않게 됩니다.

 

 

[물음 6] 물을 끓이면 물 분자의 운동은 어떻게 됩니까?

 

   

 

[물음 7] 물 분자와 수증기의 분자는 서로 다른 것일까요?

 

 

 

[물음 8] 끓이는 물에서 올라오는 수증기가 금방 사라지는 이유는 무엇일까요?

 

 

 

   

 

물질은 책상, 의자, 물, 수증기 등을 구성하는 재료라고 할 수 있습니다. 그러한 대상들은 분자라는 작은 알갱이들로 구성되어 있기 때문에, 분자들은 그러한 대상들을 구성하는 물질의 한 종류라고 할 수 있습니다. 그렇다면 책상과 물은 어떻게 구분되는 것일까요?

 

우선 책상을 구성하는 분자들과 물을 구성하는 분자들이 서로 다릅니다. 책상을 구성하는 분자들은 서로 강하게 결합되어 있어서 운동을 할 수 없습니다. 반면에 컵 속의 물을 구성하는 분자들은 운동을 할 수 있습니다. 그렇다면 물과 수증기는 어떻게 구분되는 것일까요?

 

물과 수증기 모두 동일한 분자들로 구성되어 있습니다. 물을 구성하는 분자들은 운동 중에도 서로 모이려고 하는 성질을 갖고 있습니다. 강한 열을 받은 물 분자들은 서로 모이려고 하는 성질을 잃어버리게 됩니다. 따라서 수증기의 분자들은 서로 모이려고 하지 않고 사방으로 퍼져나가는 성질을 갖게 됩니다.

 

 

[물음 9] 얼음도 컵 속에 든 물과 동일한 분자들로 구성되어 있습니다. 그러나 얼음은 고체로 분류됩니다. 그렇다면 얼음의 분자들은 왕성하게 운동을 할까요?

 

 

 

 

[물음 10] <보기> 중 위 글을 잘못 이해하고 있는 친구는?

 

<보기> 

개똥: 물이 액체로 분류된다면, 수증기는 기체로 분류되는군. 똘똘: 수증기보다는 물 분자들이 왕성하게 운동하는군. 망칙: 책상의 분자들은 사방으로 운동할 수 없겠군.

 

① 개똥    ② 똘똘    ③ 망칙    ④ 똘똘, 망칙

 

 

[물음 11] 방귀도 기체에 속합니다. 방귀를 구성하는 분자들은 수증기와는 다릅니다. 이에 대한 증거는 무엇일까요?

 

 

 

 

우리가 만나는 모든 대상들은 분자들로 구성되어 있습니다. 분자들은 여러 종류입니다. 분자들의 결합 정도 및 운동 정도에 따라 대상들은 고체, 액체, 그리고 기체 상태로 분류됩니다. 책상처럼 고체로 분류되는 대상의 분자들은 서로 강하게 결합되어 있습니다. 컵 속의 물처럼 액체 상태로 분류되는 대상의 분자들은 운동을 할 수 있지만 서로 모이려는 성질을 갖고 있습니다. 방귀처럼 기체 상태로 분류되는 대상의 분자들은 사방으로 왕성하게 운동을 합니다.

 

대상들 중에는 온도 변화에 따라 고체, 액체, 기체 상태로 변화하는 것들이 있습니다. 얼음, 물, 수증기는 모두 동일한 분자들로 구성되어 있습니다. 얼음에 열을 가하면 액체 상태의 물이 됩니다. 물이 끓으면 기체 상태의 수증기가 됩니다. 이 때문에, 얼음은 ‘고체 상태의 물’, 그리고 수증기는 ‘기체 상태의 물’이라고 불리기도 합니다.

 

 

[물음 12] 똥물을 구성하는 분자들은 무엇일까요?

 

 

 

[물음 13] 방귀 냄새와 똥 냄새가 같다고 합시다. 똥물에 강한 열을 가하면, 어떤 기체가 발생할까요?

 

 

 

[물음 14] <보기> 중 위 글을 올바르게 이해하고 있는 친구는?

 

<보기> 

똑똑: 바닷물이 열에 의해 증발하면, 바닷물의 일부가 기체로 변한 것이군. 멍청: 온도가 높아지면 바닷물이 증발하기 때문에, 바닷물은 계속 줄기만 하겠군. 산뜻: 우리가 만나는 모든 대상들은 온도 변화에 따라 고체, 액체, 기체 상태로 변하겠군.

 

① 똑똑    ② 멍청    ③ 똑똑, 멍청    ④ 멍청, 산뜻

 

 

[물음 15] 다이아몬드의 분자들은 아주 강하게 결합되어 있습니다. 우리는 다이아몬드로 만든 톱을 가지고 책상도 자를 수 있지만 유리도 자를 수 있습니다. 물이 담긴 컵을 생각해 봅시다. 다이아몬드 톱으로 물이 담긴 컵을 자를 수 있어도 물은 자를 수 없답니다. 그 이유는 무엇일까요?

 

 

 

 

분자들은 더 이상 쪼개질 수 없을까요? 아닙니다. 분자들은 원자들이라 불리는 더욱 작은 알갱이들로 구성되어 있습니다. 물 분자는 산소라는 원자 한 개와 수소라는 원자 두 개로 구성되어 있습니다. 원자들은 더 이상 쪼개질 수 없을까요? 아닙니다. 원자들은 전자들과 핵으로 구성되어 있다고 합니다. 분자와 같은 물질을 계속 쪼개 나가면, 남는 것은 무엇일까요? 이 물음은 아직 해결되지 않았습니다.

 

출처 : 추론학교

글쓴이 : 착한왕 원글보기

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