물질의 상태 변화와 입자의 운동

확산과 증발로 입자가 스스로 움직인다는 것을 확인하고, 상태 변화에서 열에너지가 드나드는 방향과 온도가 일정한 까닭을 입자로 설명하는 단계. 물질 계보의 출발점.

무엇의 뿌리인가

중학교 1~3학년군 성취기준 [9과04-01]~[9과04-04](교과서 편제상 중1)에 해당한다. 초등학교에서 고체·액체·기체를 구분했다면, 이 계단은 그 차이를 입자의 배열과 운동으로 다시 읽는다. 밀어 주는 것이 없는데도 향기가 퍼지는 확산은 입자가 스스로 움직인다는 증거가 되고, 그 위에서 열에너지가 드나들며 입자의 운동과 배열이 달라지는 것으로 상태 변화를 설명한다. 이 입자 그림은 다음 계단인 기체의 압력과 물질의 특성을 설명하는 재료가 된다(교육부 고시 제2022-33호 과학과 교육과정 기반).

뿌리 자가 점검

얼음을 계속 가열할 때 녹는 동안 온도가 멈춰 있는 까닭을, 열이 사라져서가 아니라 어디에 쓰였는지로 설명할 수 있는가. 물이 얼 때 주변으로 열에너지가 나간다는 것을 말할 수 있는가.

여기서 흔히 생기는 구멍

상태 변화에서 열을 흡수하면 그 물질의 온도가 오른다고 읽는 구멍이 대표적이다. 흡수하는 쪽은 주변에서 열에너지를 가져오므로 열을 잃는 것은 주변이다. 같은 이유로 물이 어는 과정이 주변을 차갑게 한다고 답하기 쉬운데, 응고는 열에너지를 주변으로 내놓는 변화다. 가열·냉각 곡선의 수평 구간도 흔한 함정이다. 가열할 때는 들어온 열에너지가 상태를 바꾸는 데 쓰이고, 냉각할 때는 상태가 바뀌며 열에너지가 방출되어 온도가 멈춰 있는 구간이 생긴다. 열이 사라진 것이 아니라 상태 변화에 쓰이거나 그로부터 나온다는 것이 핵심이다.

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교육부 고시 제2022-33호 과학과 교육과정 기반

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