프놈펜한국국제학교 중학교 과학 실험(에너지 전환) 수업 2

과거에는 열을 일종의 원소로 생각하였습니다.
탄소, 산소처럼 '열소'라는 것이 있어서,
물질에 열소가 더해지면 물질의 온도가 올라가고
물질에서 열소가 빠져나가면 물질의 온도가 내려간다고 생각한 것입니다.

두 손을 비벼보면 손이 따뜻해집니다. 계속 비비면 계속해서 손에서 열소가 빠져 나온다는 의미입니다.
그렇다면 우리의 손은 무한대의 열소를 포함하고 있을까요?

영국의 과학자 줄(Joule)은, 열은 열소가 아니라
역학적 에너지가 전환된 것이라는 것을 실험으로 보였습니다.
이것을 간단하게 재현해보는 실험을 9학년에서 진행하였습니다.




두 개의 보온병을 준비하여 찬 물을 넣고 온도를 측정합니다.
파란색 보온병의 온도는 약 11도, 노란색 보온병의 온도는 약 12도 입니다.




두 보온병의 뚜껑을 닫고
노란색 보온병을 수업시간 내내 흔들어주었습니다.

수업은 "역학적 에너지 보존"이라는 매우 열받는? 내용이었습니다.


수업이 끝나고 두 보온병의 온도를 비교하였습니다.


 

가만히 놓아둔 파란색 보온병의 온도는 약 12도로, 1도 정도 상승하였습니다.
수업 중에 열심히 흔들어 준 노란색 보온병의 온도는 약 17도로, 약 5도 정도 상승하였습니다.


간단하지만 힘든 이 실험의 의미는 다음과 같습니다.
닫힌 보온병에 열소가 들어갈 수는 없습니다. 하지만 물의 온도가 올라갔습니다.
즉 열소는 존재하지 않으며, 물통을 흔들어준 에너지가 열 에너지로 전환되었기에 물의 온도가 올라간 것입니다.

운동에너지가 열로 전환될 수 있다는 것이 바로 "줄의 실험"이며,
반대로 열을 운동에너지로 전환하는 것도 가능한데,
열을 운동에너지로 전환하는 것을 가능하게 한 최초의 기계가 바로 증기기관입니다.