제 14회 창의력 글쓰기 대회 과학일기 우수상
와이즈만 영재교육 분당센터 4학년 임수정
창덕궁은 서울에 있는 5대 궁궐인 경복궁, 창덕궁, 창경궁, 덕수궁, 경희궁 중 2번째로 지어진 궁궐이자
서울의 5대 궁궐 중 유일하게 유네스코 세계 문화 유산에 등재되었다.
창덕궁은 자연과의 조화로 세계 문화 유산에 등재되었지만 알고 보니 많은 과학 원리들이 꽁꽁 숨겨져 있었다.
서양은 벽난로를 이용해 공기를 따뜻하게 하는데
따뜻한 공기는 위로 올라가기 때문에 바닥은 춥다.
하지만 온돌은 바닥을 따뜻하게 해주기 때문에
집 전체가 따뜻해지게 해주는 훌륭한 난방 시설인 것 같다.
온돌 속에는 열의 3가지 전달 방법인 전도, 대류, 복사가 숨겨져 있다.
전도: 분자는 가만히 있고 열만 이동한다. (예: 손에 얼음을 올리면 녹는다)
대류: 뜨거운 액체나 기체는 위로 올라가고 차가운 액체나 기체는 아래로 이동한다. (예. 바람, 대류가 일어나게 위에 설치하는 에어콘)
복사: 열을 전달해주는 매개체 없이 열이 이동한다. (예. 태양열이 매개체 없이 지구로 오는 것)
대류는 아궁이에서 고래를 통해 굴뚝까지 갈 때, 전도는 가열된 구들장의 열기가 바닥으로 갈 때
복사는 바닥에서 방 안으로 열기가 퍼져 나갈 때 이용된다.
온돌은 여러 가지 장단점이 있다.
[장점]
1. 방 안을 골고루 빨리 따뜻하게 해준다.
2. 불을 한 번 지피면 오랫동안 따뜻해진다.
3. 취사와 난방을 한 번에 할 수 있다.
4. 바닥이 뜨겁기 때문에 발찜질이 되서 건강해진다.
[단점]
1. 불을 피워서 난방을 하기 때문에 연기와 냄새가 난다.
2. 구멍이 생겨 연기가 들어오게 되면 질식사를 할 수도 있다.
온돌에는 중요한 구조로 아궁이, 부넘기, 개자리가 있다. 이궁이는 온돌의 '시작'이라고 할 수 있다.
아궁이는 불을 지피는 자리다. 부넘기는 담처럼 생겨 위에만 통로가 있다.
압력과 속도가 반비례하는 베르누이의 원리에 의해,
뜨거운 열기는 위로 올라가는 성질에 의해 뜨거운 열기가 빨리 갈 수 있게 해준다.
개자리는 아래로 움푹 파여 있다. 개자리는 열기를 와류시켜 열기를 오래 지속하게 한다.
온돌 구조 중의 고래둑을 설계하여 실험해 보았다.
고래는 열기가 전달되는 통로로 고래둑은 고래의 통로를 만드는 벽이다.
고래둑은 빨리, 골고루 열이 퍼질 수 있도록 해준다.
설계한 고래둑이 빨리, 골고루 열을 퍼지게 해주는지 확인하기 위해 다음과 같은 가설을 세워 실험을 하였다.
가설: 부채 고래둑은 갈수록 넓어지는데 넓은 곳에 짧은 고래둑들을 배치하고,
앞 부분을 더 모으면 베르누이의 원리에 의해 열이 빨리, 골고루 퍼질 것이다.
[설계한 고래둑의 특징]
1. 부채고래둑의 퍼진 점을 이용했다.
2. 속도를 빠르게 하기 위해 잎을 모았다.
3. 부채고래둑은 갈수록 넓어지기 때문에 속도가 느려져서 넓은 곳에 짧은 고래둑을 배치했다.
실험은 만든 온돌 모형에 아궁이 쪽에 향 연기를 피워 두 가지의 성공적인 결과를 확인했다.
1. 향 연기가 굴뚝을 빠져 나오기까지 걸린 시간: 53초
2. 향 연기가 온돌 모형에 퍼진 정도: 100% (전체)
온돌을 배우면서 옛 선조들은 베르누이의 원리를 알았을지 궁금해서 찾아보니
베르누이의 원리는 1738년 베르누이가 그의 저서 <유체역학>에서 발표했다고 나와 있었다.
그런데 온돌은 이미 그 전에도 있었기에
우리의 선조들은 베르누이의 원리에 대해 아주 정확히는 몰랐을지라도
그 원리를 알고 있는 것처럼 베르누이의 원리를 이용해 온돌을 만들었다.
이번 창덕궁 프로젝트에서 알게 되고 배운 내용을 보면 옛 선조들은 엄청 똑똑한 것 같다.
온돌 하나에도 다양한 원리들을 잘 이용해 아주 편리한 난방 시설인 온돌을 만든 것을 보면 말이다.
나는 현대의 난방시설인 보일러와 온수매트에 대해 온돌과의 작동 원리를 비교해 보고 싶다.
[심사평] 임수정 학생은 <창덕궁 프로젝트>에서 창덕궁에 숨어 있는 여러 가지 과학적 원리를 공부한 뒤 그중 하나를 직접 탐구하고 일기를 작성하였습니다. 임수정 학생은 창덕궁 온돌의 과학적 원리를 글과 그림으로 설명하며, 열이 골고루 빠르게 퍼지도록 특징을 고려하여 자신만의 고래둑 배치를 설계해 주었습니다. 설계한 고래둑의 성능을 확인하는 실험 과정과 결과만이 아니라 실험 과정에서 수정 학생의 생각이나 느낀 점, 새롭게 알게 된 점을 함께 작성해 보길 바랍니다. 과거를 알면 미래가 보인다는 말이 있습니다. 우리 선조들은 여러 과학적 지식을 수식으로는 이해하지 못 했을지라도 생활에 현명하게 사용해 왔습니다. 고래둑에 대해 탐구한 것처럼, 앞으로도 과거의 것에서 새로운 깨달음을 얻고 미래로 발전시켜 나가는 수정 학생이 되길 바랍니다. |
[ 작품 원본 보기 ▽ ]
[위 작품은 와이즈만 영재교육과 와이키즈에서 개최하는 '수학・과학 창의력 글쓰기 대회'에 출품된 작품입니다.]
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창덕궁은 서울에 있는 5대 궁궐인 경복궁, 창덕궁, 창경궁, 덕수궁, 경희궁 중 2번째로 지어진 궁궐이자
서울의 5대 궁궐 중 유일하게 유네스코 세계 문화 유산에 등재되었다.
창덕궁은 자연과의 조화로 세계 문화 유산에 등재되었지만 알고 보니 많은 과학 원리들이 꽁꽁 숨겨져 있었다.
서양은 벽난로를 이용해 공기를 따뜻하게 하는데
따뜻한 공기는 위로 올라가기 때문에 바닥은 춥다.
하지만 온돌은 바닥을 따뜻하게 해주기 때문에
집 전체가 따뜻해지게 해주는 훌륭한 난방 시설인 것 같다.
온돌 속에는 열의 3가지 전달 방법인 전도, 대류, 복사가 숨겨져 있다.
전도: 분자는 가만히 있고 열만 이동한다. (예: 손에 얼음을 올리면 녹는다)
대류: 뜨거운 액체나 기체는 위로 올라가고 차가운 액체나 기체는 아래로 이동한다. (예. 바람, 대류가 일어나게 위에 설치하는 에어콘)
복사: 열을 전달해주는 매개체 없이 열이 이동한다. (예. 태양열이 매개체 없이 지구로 오는 것)
대류는 아궁이에서 고래를 통해 굴뚝까지 갈 때, 전도는 가열된 구들장의 열기가 바닥으로 갈 때
복사는 바닥에서 방 안으로 열기가 퍼져 나갈 때 이용된다.
온돌은 여러 가지 장단점이 있다.
[장점]
1. 방 안을 골고루 빨리 따뜻하게 해준다.
2. 불을 한 번 지피면 오랫동안 따뜻해진다.
3. 취사와 난방을 한 번에 할 수 있다.
4. 바닥이 뜨겁기 때문에 발찜질이 되서 건강해진다.
[단점]
1. 불을 피워서 난방을 하기 때문에 연기와 냄새가 난다.
2. 구멍이 생겨 연기가 들어오게 되면 질식사를 할 수도 있다.
온돌에는 중요한 구조로 아궁이, 부넘기, 개자리가 있다. 이궁이는 온돌의 '시작'이라고 할 수 있다.
아궁이는 불을 지피는 자리다. 부넘기는 담처럼 생겨 위에만 통로가 있다.
압력과 속도가 반비례하는 베르누이의 원리에 의해,
뜨거운 열기는 위로 올라가는 성질에 의해 뜨거운 열기가 빨리 갈 수 있게 해준다.
개자리는 아래로 움푹 파여 있다. 개자리는 열기를 와류시켜 열기를 오래 지속하게 한다.
온돌 구조 중의 고래둑을 설계하여 실험해 보았다.
고래는 열기가 전달되는 통로로 고래둑은 고래의 통로를 만드는 벽이다.
고래둑은 빨리, 골고루 열이 퍼질 수 있도록 해준다.
설계한 고래둑이 빨리, 골고루 열을 퍼지게 해주는지 확인하기 위해 다음과 같은 가설을 세워 실험을 하였다.
가설: 부채 고래둑은 갈수록 넓어지는데 넓은 곳에 짧은 고래둑들을 배치하고,
앞 부분을 더 모으면 베르누이의 원리에 의해 열이 빨리, 골고루 퍼질 것이다.
[설계한 고래둑의 특징]
1. 부채고래둑의 퍼진 점을 이용했다.
2. 속도를 빠르게 하기 위해 잎을 모았다.
3. 부채고래둑은 갈수록 넓어지기 때문에 속도가 느려져서 넓은 곳에 짧은 고래둑을 배치했다.
실험은 만든 온돌 모형에 아궁이 쪽에 향 연기를 피워 두 가지의 성공적인 결과를 확인했다.
1. 향 연기가 굴뚝을 빠져 나오기까지 걸린 시간: 53초
2. 향 연기가 온돌 모형에 퍼진 정도: 100% (전체)
온돌을 배우면서 옛 선조들은 베르누이의 원리를 알았을지 궁금해서 찾아보니
베르누이의 원리는 1738년 베르누이가 그의 저서 <유체역학>에서 발표했다고 나와 있었다.
그런데 온돌은 이미 그 전에도 있었기에
우리의 선조들은 베르누이의 원리에 대해 아주 정확히는 몰랐을지라도
그 원리를 알고 있는 것처럼 베르누이의 원리를 이용해 온돌을 만들었다.
이번 창덕궁 프로젝트에서 알게 되고 배운 내용을 보면 옛 선조들은 엄청 똑똑한 것 같다.
온돌 하나에도 다양한 원리들을 잘 이용해 아주 편리한 난방 시설인 온돌을 만든 것을 보면 말이다.
나는 현대의 난방시설인 보일러와 온수매트에 대해 온돌과의 작동 원리를 비교해 보고 싶다.
[심사평]
임수정 학생은 <창덕궁 프로젝트>에서 창덕궁에 숨어 있는 여러 가지 과학적 원리를 공부한 뒤 그중 하나를 직접 탐구하고 일기를 작성하였습니다.
임수정 학생은 창덕궁 온돌의 과학적 원리를 글과 그림으로 설명하며, 열이 골고루 빠르게 퍼지도록 특징을 고려하여 자신만의 고래둑 배치를 설계해 주었습니다. 설계한 고래둑의 성능을 확인하는 실험 과정과 결과만이 아니라 실험 과정에서 수정 학생의 생각이나 느낀 점, 새롭게 알게 된 점을 함께 작성해 보길 바랍니다.
과거를 알면 미래가 보인다는 말이 있습니다. 우리 선조들은 여러 과학적 지식을 수식으로는 이해하지 못 했을지라도 생활에 현명하게 사용해 왔습니다. 고래둑에 대해 탐구한 것처럼, 앞으로도 과거의 것에서 새로운 깨달음을 얻고 미래로 발전시켜 나가는 수정 학생이 되길 바랍니다.
[ 작품 원본 보기 ▽ ]
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