물질의 상태 변화
향수 냄새는 왜 바람이 없어도 방 전체로 퍼질까?
이 개념 문제 7개 풀기 →입자 3D — 확산과 세 가지 상태
자료 · 계산 코드로 그린 입자 64개 — 가열 곡선은 물 100 g(비열 얼음 2.1 · 물 4.2 · 수증기 2.0 J/g·°C, 녹는 데 334 · 끓는 데 2260 J/g, 화학 편람 값)
해 볼 것 · 먼저 예상해 보세요 — 아무도 젓지 않으면 두 입자는 따로 머물까요? ‘↺ 다시 나누기’로 처음부터 보고, 온도를 바꿔 섞이는 빠르기를 견줘요. ‘세 가지 상태’에서는 입자 사이 거리를 봐요.
물질은 눈에 보이지 않는 작은 입자로 되어 있고, 입자는 스스로 쉬지 않고 움직여요. 그래서 향수 입자는 바람이 없어도 공기 입자 사이로 퍼지고(확산), 물 입자는 끓지 않아도 표면에서 날아가요(증발). 고체 → 액체 → 기체로 갈수록 입자 사이가 멀어지고 배열이 불규칙해지며 더 활발하게 움직여요.
물이 얼면 무게도 늘어날까?
이 개념 문제 9개 풀기 →질량과 부피
자료 · 계산 물 · 얼음 · 에탄올 밀도는 화학 편람 값(파라핀은 어림), 냉각 곡선은 열이 빠지는 빠르기가 온도 차에 비례한다고 본 계산
해 볼 것 · 먼저 예상해 보세요 — 물이 얼면 저울 눈금이 바뀔까요? ‘상태가 변한 뒤’를 눌러 저울과 부피를 견주고, 파라핀 · 에탄올도 해 봐요.
상태가 변해도 입자의 수와 종류는 그대로라 질량과 물질의 성질은 변하지 않아요. 입자 사이의 거리와 배열이 바뀌어 부피가 변해요. 대부분의 물질은 굳으면 부피가 줄지만, 물은 얼 때 입자가 틈이 많은 배열을 이뤄 부피가 약 9 % 커져요 — 가득 채운 병이 터지는 까닭이에요.
얼음이 녹는 동안 왜 온도가 그대로일까?
이 개념 문제 14개 풀기 →입자 3D — 가열하기
자료 · 계산 코드로 그린 입자 64개 — 가열 곡선은 물 100 g(비열 얼음 2.1 · 물 4.2 · 수증기 2.0 J/g·°C, 녹는 데 334 · 끓는 데 2260 J/g, 화학 편람 값)
해 볼 것 · ‘▶ 일정하게 가열’을 누르고 그래프를 보세요. 온도가 멈춘 동안 입자들은 무엇을 하고 있나요?
냉각 곡선 그리기
자료 · 계산 물 · 얼음 · 에탄올 밀도는 화학 편람 값(파라핀은 어림), 냉각 곡선은 열이 빠지는 빠르기가 온도 차에 비례한다고 본 계산
해 볼 것 · ‘▶ 1 분마다 재기’를 눌러 점을 찍어 보세요. 노란 점이 이어지는 동안 무슨 일이 일어나나요?
생활 속 상태 변화와 열
자료 · 계산 물 · 얼음 · 에탄올 밀도는 화학 편람 값(파라핀은 어림), 냉각 곡선은 열이 빠지는 빠르기가 온도 차에 비례한다고 본 계산
해 볼 것 · 화살표를 하나씩 눌러 빨강(흡수) · 파랑(방출)과 생활 속 쓰임을 견줘요.
냉장고 3D
자료 · 계산 코드로 그린 설명용 모형
해 볼 것 · ‘냉동실 속 관’과 ‘뒤쪽 관’을 번갈아 눌러 냉매 입자가 촘촘해지는 곳과 드문드문해지는 곳, 열이 옮겨 가는 방향을 찾아요.
녹는 동안 · 끓는 동안 받은 열은 입자 사이를 떼어 놓는 데 쓰이고, 어는 동안은 입자가 붙으며 열을 내보내 상태가 변하는 동안 온도가 일정해요. 융해 · 기화 · 승화(고체 → 기체) 는 열을 흡수해 주위가 시원해지고, 응고 · 액화 · 승화(기체 → 고체) 는 열을 방출해 주위가 따뜻해져요. 냉장고는 냉매의 기화로 안의 열을 흡수하고 액화로 밖에 내보내요.
물이 담긴 컵을 얼렸어요. 옳은 것은?
- 상태가 바뀌면 입자의 크기가 변한다? — 입자의 크기 · 수 · 종류는 그대로이고 입자 사이의 거리와 배열이 변해요.
- 물이 얼면 무거워진다? — 질량은 그대로이고 부피만 커져요.
- 녹는 동안 열을 계속 주니 온도도 계속 오른다? — 받은 열이 입자 사이를 떼어 놓는 데 쓰여 온도가 그대로예요.
- 땀이 마를 때 시원한 것은 땀이 차갑기 때문이다? — 땀이 기화하며 피부의 열을 흡수하기 때문이에요.
한 장 요약
한 장 요약
- 확산 · 증발 → 입자는 스스로 움직여요. 고체(가깝고 규칙적, 떨기만) · 액체(가깝고 불규칙, 자리 바꿈) · 기체(멀고 매우 불규칙, 빠르게 날아다님).
- 상태 변화: 입자의 수 · 종류는 그대로 → 질량 · 성질은 그대로, 입자 사이 거리 · 배열이 변해 → 부피가 변해요(물은 얼면 커짐).
- 상태가 변하는 동안 온도 일정 — 가열 곡선 · 냉각 곡선의 평평한 구간.
- 열 흡수: 융해 · 기화 · 승화(고체 → 기체) / 열 방출: 응고 · 액화 · 승화(기체 → 고체). 냉장고 = 기화(흡수) + 액화(방출).
교육과정 · 2022 개정 중학교 과학 · 1학년 · 물질의 상태 변화 [9과04-01]~[9과04-04] · 녹는점 · 끓는점의 정확한 개념은 「물질의 특성」에서, 기체의 성질은 2 단원에서 다뤄요.
Practice
문제 풀기 30문제
물에 떨어뜨린 잉크가 젓지 않아도 저절로 퍼지는 현상을 무엇이라고 할까요?
입자 사이의 거리가 가장 먼 상태는?
고체가 액체로 변하는 상태 변화는?
추운 겨울날 유리창 안쪽에 성에가 생기는 상태 변화는?
물질의 상태가 변할 때 변하지 않는 것은?
물이 얼어 얼음이 되면 부피는 어떻게 될까?
물질의 세 가지 상태를 입자 모형으로 설명한 것으로 옳은 것은?
확산이 가장 빠르게 일어나는 경우는?
입자가 스스로 움직인다는 증거로 보기 어려운 것은?
물이 얼음으로 변할 때 변하지 않는 것은?
녹인 파라핀을 비커에 담아 굳혔더니 가운데가 오목하게 꺼졌어요. 그 까닭은?
비닐봉지에 에탄올을 조금 넣고 입구를 막아 뜨거운 물에 담갔더니 봉지가 부풀었어요. 옳은 것은?
열을 흡수하는 상태 변화끼리 짝지은 것은?
더운 날 마당에 물을 뿌리면 시원해지는 까닭과 같은 상태 변화를 이용한 예는?
냉장고 냉동실 속 관에서 냉매가 기화할 때 일어나는 일은?
물을 식히며 1 분마다 온도를 재어 냉각 곡선을 그렸어요. 물이 어는 동안의 온도는?
같은 양의 아세톤을 두 접시에 떨어뜨렸어요. 한 접시는 바람이 부는 곳, 다른 접시는 바람이 없는 곳에 두었더니 바람이 부는 곳이 먼저 말랐어요. 이 실험으로 알 수 있는 것은?
물 10 g 의 부피는 약 10.0 cm³ 이고, 얼면 얼음의 부피는 약 10.9 cm³ 가 돼요. 부피는 약 몇 % 커질까요?
답%얼음이 든 마개 닫힌 병을 저울에 올리고 얼음이 모두 녹을 때까지 기다렸어요. 저울의 눈금은?
그래프는 얼음을 일정하게 가열할 때의 온도 변화를 나타낸 것이에요. 고체와 액체가 함께 있는 구간은?
얼음을 가열할 때의 온도(시간 비율은 설명용으로 줄였어요) 위 그래프의 D 구간에서 계속 열을 받는데도 온도가 오르지 않는 까닭은?
얼음을 가열할 때의 온도(시간 비율은 설명용으로 줄였어요) 열을 방출하는 상태 변화를 이용한 예만 모은 것은?
표는 물을 −10 °C 의 얼음 + 소금물에 넣고 1 분마다 잰 온도예요. 온도가 0 °C 로 일정한 구간은 몇 분 동안 이어질까요? (기록한 점 사이를 1 분으로 셈)
시간(분) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 온도(°C) 20 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −5 −9 물이 어는 동안의 온도(냉각 곡선 그리기 도구의 값을 반올림) 답분냉장고 뒤쪽 관이 따뜻한 까닭으로 옳은 것은?
같은 양의 물을 넓은 접시와 좁은 컵에 담아 두었더니 접시의 물이 먼저 줄었어요. 이 결과를 입자의 움직임으로 설명하세요.
물을 가득 채운 유리병을 냉동실에 넣으면 병이 깨질 수 있어요. 그 까닭과, 이때 물의 질량이 변하지 않는 까닭을 입자로 설명하세요.
얼음 조각을 담은 컵의 얼음이 녹는 동안 컵 속의 온도가 0 °C 로 일정한 까닭을 입자와 열을 써서 설명하세요.
에스키모가 이글루 안에 물을 뿌리면 안이 따뜻해지는 까닭을 상태 변화와 열로 설명하세요.
그래프는 얼음을 일정하게 가열할 때의 온도 변화예요. 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은? (ㄱ. A 구간에서는 입자의 움직임이 점점 활발해진다. ㄴ. B 구간에서는 열을 흡수하지 않아 온도가 일정하다. ㄷ. D 구간에서는 입자 사이의 거리가 멀어지는 상태 변화가 일어난다.)
얼음을 가열할 때의 온도(시간 비율은 설명용으로 줄였어요) 상태 변화에 대한 설명으로 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은? (ㄱ. 물이 얼면 질량은 그대로이고 부피는 커진다. ㄴ. 녹은 파라핀이 굳으면 입자의 크기가 작아져 부피가 줄어든다. ㄷ. 에탄올이 기화하면 입자 사이의 거리가 멀어진다.)
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