“오잉? 물이 딱딱해진다고요?”
“응! 하푸.. 빙하가 있는 북극에서
온 북극곰 아니야? 물이
체 상태로 있는 게 바로
얼음이야!”
“아! 아하핫. 그런데 고체 상태라는 게
뭔가요? 그냥 추워서 얼어붙은 거
아니에요?”
“맞아. 온도변화 때문에 상태가
변화한 거지. 내가 천천히
알려줄게!”
“물질에는 세 가지 상태가 있어.
고체, 액체, 기체! 물질의 상태는
고정되지 않고 바뀔 수 있는데
이것을 상태변화라고 해. 주로
온도변화 때문에 일어나지.”
“아~ 물의 세 가지 상태는
차갑고 단단한 고체인 얼음!
졸졸 흐르고 모양이 변하는
액체, 물! 우리 눈에 보이지
않는 기체, 수증기! 이렇게
나뉘는군요!”
“맞아. 고체는 물질의 작은
알맹이인 분자들이 일정한
규칙을 가지고 아주 가깝게
자리 잡은 상태야. 액체는
고체보다는 조금 떨어져 있고,
기체는 분자들이 아주 자유롭게
날아다니지. ‘여러분~
안녕히 계세요~’
하고 말이야.”
“하하하. 박사님. 온도변화
때문에 변한다고 하셨는데 얼마나
추워야 얼음이 되고 얼마나
뜨거워야 녹는 거예요?”
“자, 우리 여러 가지 물질들을
실험해 보러 내려가서 실험실로
가보자!”
“먼저 고체상태인 얼음이
액체 상태인 물로 변하는
것을 융해된다고 해. 얼음은
몇 도에서 물로 녹는지. 얼음의
녹는점을 실험해 보자.”
“녹는점이요?”
“물질이 고체 상태에서 액체 상태가
될 때 일정하게 유지되는 온도를
녹는점이라고 해! 자, 얼음이
몇 도에서 녹는지 지켜보자.”
“엇! 0도에서 멈췄어요. 녹기
시작해요. 박사님!”
“그러네! 얼음의 녹는점은 0도야!”
“다른 고체들도 0도에서
녹아버려요?”
“이렇게 단단한 주석, 납,
구리도 녹여볼까? 과연 몇 도에서
녹을지 지켜보자!”
“엇. 주석도 녹기 시작해요!
헤에! 231.97도?”
“이제 납도 녹는다! 납의
녹는점은 327.5도네!”
“구리는 아직도 안 녹고 있어요.
녹는점이 엄청 높은가보다…
우와!”
“구리도 드디어 녹기 시작한다!
구리의 녹는점은 무려
1084.5도야!”
“같은 고체 상태여도
녹는점은 모두 다르구나!”
“맞아. 이제 물이 수증기가
되는 과정을 실험해 보자!
물이 수증기로 변하는 것을
기화한다고 해. 불을 붙이고
물을 끓여보자! 뜨거우니까
조심조심!”
“오! 100도에서 멈췄어요! 이건
무슨 점이라고 불러요?”
“물의 끓는점이라고 불러!
물의 끓는점은 100도네!
액체 상태도 물질마다 다른
끓는점을 가지고있어. 에탄올은
78도, 에틸에테르는 34.48도에서도
끓는단다.”
“우와 재밌다!!! 액체인
물이 고체인
얼음이 되는 것은 혹시…
어는점!?”
“딩동댕! 액체가 고체로 변하는
것을 응고라고 하는데 액체가
어는 동안 일정하게 유지되는
온도는 0도야! 자, 이제 수증기가
물이 되는 응결에 대해 배워볼까?”
“응결~?”
“응! 액화현상이라고도 하는데,
우리 생활에서 많이 볼수있어!
구름이 만들어진 것도 응결이고,
추운 겨울에 호~ 하고 입김을
불었을 때 공기가 하얗게
보이는 것도 응결!”
“그렇다면! 차가운 유리창에
뜨거운 입김을 불었을 때
하얘지는 것도?”
“응결! 추운 곳에 있다가
따뜻한 곳으로 이동해서
안경이 뿌예지는 것도 응결
현상이란다!”
“근데 추운 겨울에 얼음처럼
서리가 끼는데. 서리는 고체
아닌가요?”
“오! 맞아. 수증기가 바로 얼음이
되기도 해. 온도가 0도 이하로
내려가게 되면 액체 단계를
거치지 않고 바로 고체가 되지.
정말 재밌지? 물질에 대해 내가
하푸한테 알려줄 수 있다니…
너무 감격스럽다….”
“정말 재밌어요 이물질 박사님!
또 재밌는 거 알려주시면 안 돼요!?”
“그래도.. 될까? 그럼, 우리
따듯한 코코아차 마시면서
물질에 재밌는 현상을 또
알려줄게!”
“코코아차…! 오예! 좋아요!”
“잘 섞어서 먹어야지~ 후~”
“하푸야. 이렇게 물에 뭔가
넣고 녹여본 적 있지? 코코아차도
코코아가루를 물에 넣어서
섞은 거잖아~”
“네! 소금물도 있고.. 또
어른들은 커피도 물에 타
마시던데요?”
“하하. 맞아. 이렇게 어떤
물질이 다른 물질에 녹아서
골고루 섞이는 현상을
용해라고 해.”
“아하!”
“소금이나 코코아가루처럼 녹는
물질을 용질이라고 하고,
물처럼 녹이는 물질을 용매.
그렇게 완성된 소금물이나
코코아차를 용액이라고 불러.”
“아~! 그런데 물 조금에 코코아
가루를 왕창 넣으면 그건 잘
안 섞이잖아요!”
“맞아. 일단 온도와 물 같은
용매 100그램에 녹을 수 있는
용질의 최대 그램 수는 정해져 있어.
그걸 용해도라고 해. 알맞은
용해도에 맞춰서 용질을 넣어야
용매에 잘 섞일 수 있지.”
“재밌다! 박사님이 정확한 용해도에
맞춰서 코코아차를 만들어주셨나 봐요.
진짜 맛있어요!”
“정말? 그렇게 말해주다니…
고마워. 감동이야!!!!! 음..
이 방안에 퍼진 코코아 향처럼…
내 마음도 달콤해졌어…
아! 이렇게 향기를 맡을 수 있는
이유는 스스로 운동하는 입자들이
있기 때문이야!”
“스스로 운동하는 입자요?”
“응! 길을 가다가 꽃향기를 맡을
수 있는 것도, 누군가의 방귀
소리를 맡을 수 있는 것도 말이야!
그렇게 입자가 퍼지는 현상을
확산이라고 해! 액체 내에서도
확산될 수 있고 기체 내에서도
확산될 수 있어. 특히…
뜨거운 데서 더 잘 일어나지.”
“앗. 그래서… 더운 여름에…
화장실 냄새가 더 나는 걸까요?”
“맞아! 확산현상 때문이야.
하하하.”
“이유를 알고나니..
좀 이해할 수 있겠네요.
으엑!”
“그렇지~ 물질은 온도나
압력의 변화에 따라 이렇게
다양하게 존재하고 변화해.
서로 맞지 않는 물질끼리
섞였다가는 펑! 폭발할 수도 있어!”
“네?! 서로 다른 물질을
섞으면 폭발한다고요?”