[과학일기]찬 음식들이 녹지 않고 배달되는 이유는 뭘까?

제 13회 창의력 글쓰기 대회 과학일기 최우수상
와이즈만 영재교육 양천1관 3학년 송연서



나는 차가운 음식을 매우 좋아하는 편이다. 냉면, 아이스크림, 차가운 주스, 얼음... 코로나로 인해 집에 많이 있게 되면서 엄마는 인터넷으로 장을 자주 보셨는데 배송이 된 박스를 열어 보면 어떤 건 그냥 들어 있기도 하고, 어떤 것들은 은박지나 스타이로폼 상자에 담겨 왔다. 나는 그 안을 열어 보다가 얼음이나 아이스크림과 같은 찬 음식들이 꽁꽁 얼어서 온 것을 보고 어떻게 녹지 않고 우리 집까지 왔는지 궁금해졌다. 


마침 수업시간에 '열의 이동을 막아라'라는 주제로 실험하게 되면서 나의 궁금증을 풀 수 있었다. 우리는 얼음을 갖고 최대한 얼음이 녹지 않는 보호장치를 만들었는데 우리가 생각한 방법은 솜, 스타이로폼, 은박지, 진공용기 등으로 얼음을 감싸는 것이었다. 



<실험1>

# 가설: 단열재는 얼음이 녹지 않게 도와줄 것이다.

# 준비물: 60g의 얼음 6개, 솜, 스타이로폼 상자, 은박지, 진공용기, 찬물, 전자저울

# 실험방법:

1. '60g의 얼음을 솜으로 싸기', '스타이로폼 상자에 넣기', '은박지에 싸기', '진공용기에 넣기', '찬물에 넣기', '상온에 두기'의 6가지 조건으로 만들어 준다. 

2. 같은 시간이 흐른 후 얼음의 무게를 재고 서로 비교한다. 

# 실험결과:

실험조건
스타이로폼
은박지
진공용기
찬물
그냥 두기
남은 얼음의 양
59.5g
56.5g
57g
55.5g
9.5g
47.5g


솜>은박지>스타이로폼>진공용기>상온에 그냥 두기>찬물의 순서로 얼음이 덜 녹았다. 솜, 은박지, 스타이로폼, 진공용기 등은 열을 막아 주는 효과가 있는 것을 알 수 있다. 



열은 전도와 대류, 복사의 세 가지 방법에 의해서 전달되는 것을 선생님이 가르쳐 주셨는데, 전도는 뜨거운 물에 넣어 둔 쇠젓가락이 같이 뜨거워지는 현상으로 열이 물체를 통하여 이동하는 현상이다.


대류는 냄비에 물을 끓일 때 바닥의 뜨거워진 물은 위로 올라가고 위에 있는 차가운 물은 아래로 내려오는 현상으로 뜨거운 물질 자체가 차가운 물질 쪽으로 이동하여 열이 전달되는 현상이다. 복사는 태양열이 우리에게 와서 따뜻한 것처럼 열을 전달해 주는 매개체가 없이 열이 직접 전달되는 현상이다. 우리가 실험한 단열재는 전도, 대류, 복사와 같은 열의 이동을 막아주는 물질이다. 



나는 책에서 우리 조상들이 얼음을 넣어 두는 돌로 만든 창고인 '석빙고'를 본 적이 있다. 석빙고는 천장에 환기구를 만들어 더운 공기가 밖으로 빠지게 해주고, 얼음과 벽 및 천장 틈 사이에 밀집, 톱밥 등의 단열재를 채워 열의 이동을 막았다고 한다. 

옛날에는 지금과 같은 은박지나 스타이로폼 등은 없으니 다른 단열재를 썼다는 것이 너무 신기하다. 석빙고 위에는 진흙을 덮고 그 위에 잔디를 심어 밖의 뜨거운 열이 안으로 쉽게 들어오지 못하게 했다고 한다. 또, 우리가 실험한 것처럼 찬 물에 얼음을 두면 더 빨리 녹기 때문에 얼음이 녹아 생긴 물은 빨리 없어지도록 바닥을 경사지게 만들었다고 한다. 그 옛날에도 우리 조상들은 이런 지혜가 있었다니 놀랍고 자랑스러운 생각이 들었다. 


열의 이동을 막는 것은 차가운 음식을 차갑게 보호하지만 뜨거운 음식을 뜨겁게 보호하기도 한다. 선생님은 우리가 쓰는 보온병도 열의 이동을 막아 물을 따뜻하게 유지하도록 만든 것이라고 하셨다.


보온병의 이중벽 사이는 진공 상태로 열의 전도나 대류를 막고 금속으로 코팅된 유리병은 열을 반사시켜 복사를 막는다. 선생님과는 단열재를 이용해서 얼음이 녹지 않게 하는 실험을 했기 때문에 단열재를 이용하면 뜨거운 물이 정말 계속 온도가 떨어지지 않고 유지되는지 궁금했다. 



그래서 엄마와 함께 집에서 나만의 보온병을 만들어 보았다. 단열재로는 집으로 배송된 박스 중에서 은박 발포지와 뽁뽁이, 집에 있던 은박테이프를 이용하였다. 


<실험2>

# 가설: 단열재는 따뜻한 물을 오랫동안 따뜻하게 유지시켜 줄 것이다. 

# 실험방법:

1. 집에 있던 은박테이프로 작은 병을 감싸고 은박 발포지와 뽁뽁이를 한 번 더 감싸준다.

2. 큰 병 안에 1의 병을 넣어준다.

3. 비교를 위해 단열재를 감싸지 않은 종이컵과 단열재를 감싼 병에 끓인 물을 같은 양을 넣어준다. 

4. 30분 후 각각의 온도를 측정한다.

# 실험결과:

온도
단열재를 감싼 물
종이컵에 넣어둔 물
처음 물의 온도(℃)
98℃
98℃
나중 물의 온도(℃)
65℃
43.5℃

→ 단열재를 감싼 물이 열의 이동을 막아주어 따뜻한 온도를 유지한다.



나는 집에 있는 재료를 이용해서도 보온병을 만들 수 있다는 게 신기했다. 열의 이동을 막아주는 단열을 이용한 것들이 또 어떤 것이 있는지 주위에서 좀 더 관찰하고 내가 만든 보온병처럼 직접 또 새로운 것을 만들어 보고 싶다. 




[심사평]

송연서 학생은 <열을 찾아라!>에서 열의 이동에 대해 탐구하고 일기를 작성하였습니다.

송연서 학생은 탐구 과정과 결과를 한눈에 이해하기 쉽도록 항목별로 잘 나타내었고, 활동을 통해 알게 된 점도 잘 작성해 주었습니다. 또한 수업에서 생긴 궁금증을 해결하기 위해, 단열재의 보온성을 확인하는 추가 탐구를 수행하는 적극적인 자세를 보였습니다. 탐구 주제와 관련된 책을 읽은 경험을 떠올려, 내용을 연관 지어 작성한 점도 인상적입니다. 실험을 진행하면서 보완해야 할 점이나, 아쉬웠던 점을 적어 준다면 더욱 정교한 과학일기가 될 것입니다.

집에 있는 단순한 재료로 단열의 원리가 적용된 보온병을 만들 수 있는 것처럼, 우리 주변에는 수많은 과학 원리가 숨어 있답니다. 앞으로도 일상 속 과학을 적극적으로 탐구하고 학습하여 수많은 즐거움을 알아가기를 바랍니다.



[작품 원본 보기 ▽]

[위 작품은 와이즈만 영재교육과 와이키즈에서 개최하는 ‘수학・과학 창의력 글쓰기 대회’ 에 출품된 작품입니다.] 



#와이즈만 #와이키즈 #창의력글쓰기대회 #띵작 #수상작 #저학년 #최우수상 #과학일기 #열의이동 #단열재 #보온 #석빙고 #석빙고원리 #나만의보온병만들기

2 0