초3 화학 둘째 시간 — 보이지 않는 기체와 공기

입 앞에 손을 놓고 "하~" 해 보면 손에 무엇인가 닿는 느낌이 와요. 그런데 눈에는 아무것도 안 보여요. 가만히 서 있어도 나뭇잎이 흔들릴 때가 있지요. 무엇인가가 잎을 움직이게 한 거예요. 이렇게 눈에 잘 보이지 않아도 분명히 있는 것이 셋째 상태인 기체예요. 우리 주변에 늘 있는 기체가 바로 공기고요.

오늘은 풍선과 비눗방울로 기체가 정말 있다는 걸 확인하고, 부채로 바람을 만들며 공기를 직접 느껴 봐요. 마지막에는 초1에서 했던 약속도 다시 들여다봐요.

오늘의 한 문장#

공기처럼 눈에 잘 보이지 않고, 모양이 없고, 그릇 안 전체를 채우는 것을 기체라고 해요.

색이나 냄새가 있는 기체도 있어요. 다만 대체로 초등 수준에서는 우리 곁에 늘 있는 공기를 예로 들어 살펴봐요. 풍선 하나에서 시작해 볼게요.

풍선과 비눗방울로 기체를 확인해요#

공기는 눈에 잘 안 보여도 풍선으로 그 존재를 확인할 수 있어요. 처음에 풍선은 작아요. 입으로 공기를 불어 넣으면 풍선이 점점 커지지요. 이렇게 안이 커지는 것을 부풀다라고 해요. 무엇이 풍선을 부풀게 했을까요? 바로 공기예요. 공기가 풍선 안으로 들어가 풍선을 커지게 한 거예요. 풍선이 커진 것을 보면, 보이지 않아도 안에 공기가 있다는 걸 알 수 있어요.

비눗방울도 같은 이야기를 들려줘요. 비눗방울은 얇은 막으로 된 작은 공이고, 그 안에는 우리 입에서 들어간 공기가 담겨 있어요. 막이 터지면 안에 있던 공기가 사라지는 게 아니라 바깥 공기와 다시 섞이는 거예요.

풍선이 점점 커지는 동안 안에 보이는 것은 아무것도 없어요. 그래도 풍선은 분명히 커지지요. 보이지 않는 공기가 그 안을 채우고 있다는 증거예요.

기체는 빈 곳을 다 채워요#

고체와 액체, 그리고 이번 기체를 한 표에 모아 봐요.

기체에는 재미있는 점이 하나 더 있어요. 액체는 그릇 모양대로 가만히 담기지만, 기체는 그릇 안 전체를 채워요. 풍선 안에 넣으면 풍선 모양이 되고, 큰 자루 안에 넣으면 큰 자루 모양이 돼요. 그릇이 어떤 모양이든 기체는 그 안을 다 채워요.

물체가 자리 잡을 수 있는 빈 곳을 공간이라고 해요. 빈 컵 안, 책상 옆, 코 앞이 모두 공간이지요. 공기는 그 공간을 거의 다 차지하고 있어요. 어떤 곳을 자리로 삼는 것을 차지하다라고 해요. 빈 곳이 있으면 어디에나 공기가 있고, 그래서 우리가 어디에 있든 공기는 함께 있어요.

공기가 움직이면 바람이 돼요#

공기는 자리에 가만히만 있을까요? 아니에요. 움직이기도 해요. 공기가 움직이는 것을 바람이라고 해요. 바람은 곧 공기예요. 다만 가만히 있지 않고 움직이는 공기를 바람이라고 부를 뿐이지요. 바람도 눈에 안 보이지만 우리는 분명히 알 수 있어요. 나뭇잎이 흔들리고, 옷이 펄럭이고, 머리카락이 흩어지는 모습으로요.

우리가 공기를 직접 움직이게 할 수도 있어요. 가장 쉬운 방법이 부채예요. 부채를 얼굴 앞에서 앞뒤로 움직이면 얼굴에 바람이 와요. 부채가 앞에 있던 공기를 우리 쪽으로 밀어 준 거예요. 무언가를 다른 쪽으로 가게 하는 것을 밀다라고 해요. 풍선 입구를 살짝 열어도, 손을 빠르게 움직여도 모두 같은 일이에요. 방법은 달라도 결국 공기가 움직여 바람이 되는 거예요.

재미있는 점은 공기가 닿지 않은 물체까지 움직인다는 거예요. 가벼운 종이 한 장을 책상에 놓고 옆에서 부채질하면, 손이 닿지 않았는데도 종이가 살랑살랑 움직여요. 우리 손이 옆 공기를 밀었고, 그 공기가 종이 쪽으로 밀려 가 종이를 움직인 거지요.

관찰 포인트 부채를 살살 움직일 때와 세게 움직일 때 바람 세기가 달라져요. 가벼운 종이 옆에서 부채질하면 손이 닿지 않은 종이도 살랑살랑 움직이지요.

초1의 약속을 지켰어요#

초1 때 우리는 "바람은 눈에 안 보이니 그때 기준으로는 물체가 아니에요"라고 미뤄 두고, "초3쯤 되면 다시 들여다보자"고 약속했어요. 오늘이 바로 그 약속을 지키는 날이에요. 바람과 공기는 눈에 잘 안 보여도 풍선을 부풀게 하고 부채로 밀면 얼굴에 와 닿으니, 사실은 있는 것이었지요.

공기처럼 눈에 잘 안 보이는 기체도, 모양이 없어도 그릇 안을 채우고 부채로 밀면 움직이는 분명한 물체예요.