[과학] 온도에 따른 기체의 부피 변화 사례 예, 온도 기체의 부피 관계

온도에 따라 기체는 부피가 변하는데, 온도가 높아지면 기체의 부피가 늘어나고 낮아지면 기체의 부피가 줄어듭니다.

 

온도란?

온도(Temperature)는 물질의 뜨겁고 차가운 정도를 나타내는 물리량으로 뜨겁다 또는 차갑다와 같은 주관적인 감각을 넘어서, 물질을 구성하는 원자와 분자들의 평균적인 운동 에너지와 관련된 객관적인 척도입니다.

 

온도와 부피의 관계

온도와 부피는 물질의 상태에 따라 밀접한 관계를 가집니다. 일반적으로 물질의 온도가 올라가면 부피가 증가하고, 온도가 내려가면 부피가 감소하는데, 이러한 현상을 열팽창(Thermal Expansion)이라고 합니다. 물질의 온도가 높아지면, 그 물질을 구성하는 입자들의 평균 운동 에너지가 증가합니다. 즉, 입자들이 더 활발하게 움직이고, 진동하며, 서로 더 멀리 떨어지려는 경향을 보입니다. 이로 인해 입자들 사이의 평균 거리가 멀어지고, 결과적으로 물질 전체의 부피가 팽창하게 됩니다. 반대로 온도가 낮아지면 입자들의 운동이 둔해져 서로 가까워지면서 부피가 수축합니다.

 

기체의 부피가 달라지는 예

• 냉장고 안에서 찌그러져 있던 빈 페트병을 밖에 꺼내 놓으면 찌그러진 부분이 펴진다.
• 추운 겨울에 농구공을 밖에 오랫동안 놓아두면 공이 덜 팽팽하다.

 

음식이 담긴 그릇을 비닐 랩으로 씌워 냉장고에 넣어 두면 비닐 랩이 오목하게 들어간다.

관계: 그릇속 기체의 온도가 낮아지기 때문에 기체의 부피가 작아져 비닓랩이 오목하게 들어가죠.

비닐랩

 

찌그러진 탁구공을 뜨거운 물에 넣으면 펴진다.

관계: 기체의 온도가 높아지기 때문에 기체의 부피가 커져 탁구공이 펴진다.

찌그러진 탁구공

 

기온이 낮은 겨울철에는 자전거 타이어 속 공기를 더 많이 넣는다.

관계: 타이어 속 공기의 부피가 작아지기 때문에 바람을 더 넣는다.

자전거 타이어

 

물이 반쯤 담긴 페트병을 냉장고에 넣어두면 페트병이 찌그러진다.

관계: 온도가 낮아져 페트병 속 기체의 부피가 작아지기 때문이다.

찌그러진 페트병