초3 화학 첫 시간 — 고체와 액체의 차이

지난 시간에는 같은 재료가 쓸모에 맞춰 여러 물건이 된다는 걸 봤어요. 종이로는 책을, 금속으로는 냄비를 만들었지요.

이번에는 한 걸음 더 들어가요. 같은 물이 어느 때는 컵 안의 물이고, 어느 때는 단단한 얼음이고, 어느 때는 위로 올라가는 김이에요. 한 물질도 여러 모습으로 있을 수 있다는 뜻이에요. 물체가 어떤 모습으로 있는지를 상태라고 하는데, 상태는 크게 세 가지예요. 오늘은 그 가운데 책상 위에서 가장 자주 만나는 두 가지, 고체와 액체를 나란히 두고 무엇이 같고 다른지 가려내 봐요.

오늘의 한 문장#

모양이 그대로 있는 것은 고체, 그릇 모양대로 바뀌고 흐르는 것은 액체예요.

책상 위 돌과 물 한 컵을 나란히 두면 이 차이가 금방 드러나요. 둘을 차례로 만나 봐요.

돌은 어디에 두어도 돌 모양이에요#

돌을 하나 집어서 컵에도 넣고 가방에도 넣어 봐요. 어디에 두어도 돌의 모양은 그대로예요. 컵에 넣기 전부터 우리는 이미 알지요. "이 돌은 돌 모양일 거야." 이렇게 어떻게 될지 처음부터 알 수 있는 것을 정해지다라고 해요.

모양이 바뀌지 않고 그대로 있는 상태, 이것이 바로 고체예요. 돌만 그런 게 아니라 책, 연필처럼 집 안 물건 대부분이 고체예요.

고체는 가만히 두면 처음 있던 자리에 그대로 있고 스스로 잘 움직이지 않아요. 사람이 들어서 옮기는 건 다른 이야기예요. 또 여러 부분이 흩어지지 않고 한 덩어리로 붙어 있어요. 종이 여러 장이 모인 책도 흩어지지 않고 한 덩어리지요.

여기서 자주 헷갈리는 점이 하나 있어요. 돌은 단단하고 지우개는 무른데, 그럼 무른 것은 고체가 아닐까요? 옷을 손에 들고 꾹 눌러 보면 모양이 조금 변하지만, 손을 빼면 옷은 다시 옷 모양으로 돌아오고 그릇에 넣어도 그릇 모양이 되진 않아요. 그래서 무른 옷이나 지우개도 모두 고체예요. 단단하다와 고체는 서로 다른 말이라, 단단해도 물러도 고체일 수 있어요. 고체인지는 단단함이 아니라 모양이 그대로 있느냐로 가려요.

관찰 포인트 책상 위 물건을 손으로 옮겨 보면 자리는 바뀌어도 모양은 그대로예요. 무른 옷이나 지우개도 손을 떼면 제 모양으로 돌아오니 모두 고체예요.

물은 그릇 모양이 되고 흘러요#

이제 물 한 컵을 봐요. 물을 손바닥에 담으면 손가락 사이로 빠져나가고 아래로 떨어져요. 가만히 멈춰 있지 않고 자꾸 아래로 움직이지요. 이렇게 아래로 움직이는 것을 흐르다라고 해요.

물을 그릇에 부으면 이번엔 그릇 모양이 돼요. 고체는 모양이 그대로였는데, 물은 담기는 그릇을 따라 모양이 바뀌지요. 같은 양의 물을 컵, 길쭉한 병, 넓은 그릇에 차례로 옮겨 보면 모양이 매번 달라져요.

같은 물인데 모양은 셋 다 달라요. 이렇게 흐르고 그릇 모양으로 바뀌는 것이 바로 액체예요. 물은 액체고, 우유나 주스도 흐르고 그릇 모양이 되니 액체예요. 고체였다면 어느 그릇에 넣어도 처음 모양 그대로였을 텐데 말이지요. 둘의 차이는 그릇 안에서 가장 또렷하게 드러나요.

모양은 달라져도 양은 그대로#

여기서 한 가지 더 짚어 봐요. 컵의 물을 길쭉한 병으로 옮기면 위로 길쭉해지고, 넓은 그릇으로 옮기면 옆으로 얕게 펴져요. 길쭉한 병에서는 물이 많아 보이고, 넓은 그릇에서는 적어 보일 수도 있어요.

하지만 자세히 보면 물은 그대로예요. 많아지지도 적어지지도 않았고, 달라진 것은 모양뿐이지요. 액체는 모양은 그릇에 맞춰 바뀌어도 양은 바뀌지 않아요. 그릇이 길쭉하든 넓적하든 깊든 얕든, 같은 물이면 양은 같아요. 모양에 속지 않고 양을 따로 보는 눈, 이것이 오늘의 핵심이에요.

그릇 밖으로 흘러나온 물은 닿는 자리의 모양에 또 맞춰 펴져요. 고체라면 컵에서 꺼내도 모양 그대로였을 텐데요.

고체와 액체, 한 표로 비교해요#

지금까지 만난 고체와 액체를 한 표에 나란히 두면 차이가 또렷해요. 모양이 바뀌는지, 흐르는지 두 가지만 보면 돼요.

고체는 대체로 모양이 정해져 있고 흐르지 않아요. 액체는 그릇 모양대로 바뀌고 흘러요. 두 모습이 사뭇 다르지요. 단단함은 여기서 기준이 아니에요. 무른 옷도 고체고, 흐르는 물은 액체예요. 가르는 잣대는 모양이 그대로인가, 그릇을 따라가는가예요.

표를 한 줄씩 읽어 보면 같은 줄에서 두 칸이 늘 같이 움직여요. 모양이 그대로면 흐르지 않고, 그릇 모양이 되면 흘러요. 다음에 새로운 물건을 만나면 "이건 모양이 그대로일까, 그릇을 따라갈까?" 하고 물어보면 고체인지 액체인지 스스로 가려낼 수 있어요.