초4 화학 두 번째 시간 — 온도를 재어 봐요 (온도계)

지난 시간에는 낱말 둘을 만났어요. 녹다는 따뜻해지면 고체가 액체로 바뀌는 일, 얼다는 차가워지면 액체가 고체로 바뀌는 일이에요. 둘은 짝꿍이라 따뜻함과 차가움 사이를 왔다 갔다 했지요.

그런데 한 가지가 남았어요. 얼만큼 따뜻해야 얼음이 녹고, 얼만큼 차가워야 물이 얼까요? 손으로는 "따뜻하다·차갑다"까지만 말할 수 있어요. 게다가 손의 답은 사람마다 달라요. 같은 물을 누구는 "차가워!"라 하고, 누구는 "그냥 시원한데?"라 하지요.

오늘은 그 답을 숫자로 말하는 법을 알아봐요. 손 대신 숫자가 답하면 누구에게나 같은 답이 돼요. 그 숫자를 알려 주는 작은 도구가 온도계예요. 끓는 물은 다루지 않고, 보통 물 정도의 따뜻함과 차가움만 숫자로 만나 봐요.

오늘의 한 문장#

따뜻함과 차가움을 손이 아니라 숫자로 말해요. 그 숫자를 재 주는 도구가 "온도계"예요.

손이 답하던 자리에 숫자를 더하는 한 시간이에요.

손이 답할 때와 온도가 무엇인지#

초1 때 우리는 손으로 만지며 "딱딱해요·말랑해요·차가워요·따뜻해요"를 처음 말해 봤어요. 손은 우리의 첫 도구였지요.

그런데 손에는 작은 어려움이 있어요. 같은 그릇의 물을 두 사람이 만져 봐요. 한 사람은 차가운 곳에서 손을 데우고 만지고, 한 사람은 따뜻한 손바닥을 비비고 만져요. 같은 물인데 답이 두 가지로 갈려요.

손은 자기 자리에서 본 답을 알려 줘요. 그래서 진짜 따뜻함과 차가움을 누구에게나 같은 답으로 말하기는 어려워요. 지난 시간 냉장실과 냉동실도 어느 쪽이 더 차가운지까지는 알았지만, 정확히 얼만큼인지는 손만으로 말하기 어려웠지요.

여기서 새 낱말이 나와요. 따뜻하고 차가운 만큼을 우리는 온도라고 해요. "이 물의 온도가 어때요?"라고 물으면 "조금 따뜻해요"·"많이 차가워요" 같은 답이 따라와요. 손으로 만지며 답해 온 것이 모두 온도였던 셈이에요. 같은 물체라도 햇빛에 두면 온도가 올라가고 그늘에 두면 내려가요. 물체마다 온도가 달라요.

주변에는 여러 가지 온도가 있어요. 그런데 손은 "차갑다·따뜻하다·뜨겁다"까지만 말해요. 얼만큼인지를 같은 답으로 말하려면 손 대신 숫자가 필요해요.

온도계와 "도" — 온도를 숫자로#

손의 답에 숫자까지 더해 주는 도구가 온도계예요. 한쪽 끝을 물에 살짝 닿게 두면 잠깐 뒤 숫자가 나타나요. 그 숫자가 그 물체의 온도예요.

무게는 저울로 재지요. 물건을 올리면 "이 공책은 200그램"이라고 답해 줘요. 온도계도 같은 일을 해요. 저울이 무게를 잰다면, 온도계는 온도를 재요. 이렇게 크기·무게·온도를 숫자로 살펴보는 일을 재어 보다라고 해요. 자로 길이, 저울로 무게, 온도계로 온도를 재지만 하는 일은 한 가지, 손 대신 숫자로 답하기예요.

온도계가 알려 주는 답은 숫자예요. 그런데 숫자만으로는 모자라요. "이 물이 25"라고 하면 "25 뭐요?"가 따라오지요. 무게가 "200그램"이듯, 온도에도 숫자 뒤에 작은 말이 필요해요. 그 말이 도예요. "이 물은 25도예요"라고 하면 누가 들어도 같은 답이 돼요. 숫자가 클수록 따뜻한 자리, 작을수록 차가운 자리예요.

손과 온도계는 한 답을 두 방법으로 말해요. 손은 "따뜻해", 온도계는 "25도". 둘 다 같은 자리를 가리키는 거예요.

차가운 물과 살짝 따뜻한 물에 디지털 온도계를 대 보면 숫자가 다르게 떠요. 손이 "차가워요·따뜻해요"라고 답하던 자리를, 온도계는 "5도·30도"처럼 또렷한 숫자로 말해 주는 거예요. 손과 온도계가 같은 자리를 두 방법으로 가리키는 셈이지요.

네 가지 기준 자리 — 0도·20도·36.5도·100도#

온도가 어떤 숫자일 수 있는지 한꺼번에 알기는 어려워요. 그래서 기준이 되는 자리 몇 개만 먼저 알아 둬요. 큰 표시판 몇 개만 알아도 길을 찾기 쉬워지듯이요.

⭐ 0도 — 얼음이 녹는 자리 / 물이 어는 자리#

가장 먼저 0도, 영도라고도 해요. 0도는 지난 시간의 답이에요. 얼음은 0도에 가까워지면 녹기 시작하고, 물은 0도에 가까워지면 얼기 시작하지요. 한 숫자에서 녹다와 얼다 두 짝꿍이 만나요. "얼만큼 차가워야 물이 얼까요?"의 답이 바로 0도예요.

🌤 20도 — 방 안 자리#

20도는 우리가 하루를 가장 많이 보내는 방 안의 온도예요. 책상 위 컵의 물도 대체로 20도 가까이, "시원·따뜻한 사이"라고 손이 답하는 자리지요. 25도는 봄날, 15도는 가을 아침 같고요. 일상의 가운데 자리예요.

🩺 36.5도 — 우리 몸 안의 자리#

36.5도는 우리 몸 안의 온도예요. 20도 방 안에 있어도, 35도 한여름에 있어도 몸 안쪽은 대체로 36.5도를 지켜요. 우리 자신의 자리예요.

♨ 100도 — 물이 끓는 자리#

100도는 물이 끓기 시작하는 자리예요. 방 안 물보다 다섯 배 가까이 따뜻해서 손이 닿으면 다칠 수 있어요. 그래서 숫자로만 알아 두고, 끓는 자리는 보호자와 멀리서 안전하게 만나요.

네 자리만 알면 일상의 거의 모든 온도를 짐작할 수 있어요.

올라가다·내려가다, 그리고 손과 숫자#

온도는 한 자리에 그대로 있지 않아요. 시간이 가면서 바뀌어요.

따뜻한 자리에서는 차가운 물도 점점 따뜻해져 온도계 숫자가 커져요. 숫자가 위쪽으로 가는 것을 올라가다라고 해요. 반대로 차가운 자리에서는 따뜻한 물도 점점 차가워져 숫자가 작아지지요. 숫자가 아래쪽으로 가는 것은 내려가다예요.

이제 지난 시간의 일을 숫자로 다시 말할 수 있어요.

따뜻해지면 녹고 차가워지면 어는 지난 시간의 약속이 한 그림에 들어와요. 0도에서 두 일이 만나고, 거기서 올라가면 물, 내려가면 얼음이에요.

그러면 손과 온도계는 어떤 사이일까요. 둘은 같은 자리를 두 방법으로 말하는 도구예요. 손은 빠르고 가까워요. 대 보면 곧 답이 오지만 사람마다 조금 달라요. 온도계는 또렷해요. 누가 재든 잠깐 기다리면 같은 숫자가 와요. 세 사람이 같은 물을 재면 25도·25도·25도, 누구에게나 같지요.

그러니 두 도구를 함께 쓰면 돼요. 가볍게 알고 싶을 때는 손, 또렷한 답이 필요할 때는 온도계. "얼음·물·수증기가 같은 물질의 다른 모습"이라는 약속도, 이제 어떤 숫자 자리에서 모습이 바뀌는지로 이어져요. 0도와 100도는 화학 학습 흐름의 큰 두 표시판이에요.

따뜻한 물을 책상 위에 한참 두면 온도계 숫자가 천천히 내려가요. 처음 30도였던 물이 시간이 지나면 방 안 온도인 20도에 가까워지지요. 차가운 물을 두면 반대로 숫자가 올라가요.

안전 — 안전한 온도계로, 끓는 물은 멀리서#

안전 약속도 짚어 봐요. 지난 시간이 따뜻함과 차가움의 한계를 정했다면, 이번에는 도구 자체의 안전과 온도의 한계예요.

우리 활동은 모두 디지털 온도계로 안전한 온도(0~40도)를 재는 일이에요. 디지털 온도계는 깨질 위험이 거의 없고 숫자가 또렷이 떠서 가장 쓰기 좋아요. 옛 유리 온도계는 깨질 수 있어 보호자가 잡고 봐요. 우리는 디지털 온도계만 직접 만져요.

그리고 100도는 재지 않아요. 손이 닿으면 다치는 자리니까요. 끓는 물은 보호자와 멀리서만 보는 자리예요. 체온 36.5도는 의료 도구인 체온계로 재는 온도라, 그릇 물에는 체온계를 쓰지 않아요. 손이 답하던 따뜻함과 차가움을 이제 온도계가 또렷한 숫자로 말해 주니, 누가 재든 같은 답을 나눌 수 있어요.