종윤: 과학은 우리 인류가 발전하는데 반드시 필요한 부분 중 하나입니다. 그렇다면 여러분은 과학을 뭐라고 생각하시나요? --- 제가 볼 땐 과학은 세상을 보는 눈입니다. 왜냐하면 지금의 우리가 편하게 살 수 있게끔 해준 것이 바로 과학입니다. 그렇다면 오늘의 주제를 알아볼까요?

세찬 : 자, 저희는 State of matter와 molecule의 운동에 대해서 이야기 해볼겁니다. 자 일단 모든 물질의 상태는 solid, liquid, gas이 세 가지입니다.

원준; 일단 이 3가지 state들을 알아볼게요. 먼저 solid는 volume 와 shape이 constant한 state를 solid라고 합니다. liquid는 volume은 comstant하지만 shape가 change가 change됩니다. 마지막으로 gas는 volume과 shape가 둘다 constant 하지 않습니다.

종윤; 네 그러면 이 3 types matter들이 어떻게 change 되는지 알아볼게요.(그림을 그리며 설명)

세찬; every matter에는 molecule이 있습니다. molecule은 matter의 고유한 성질을 가지는 smallest한 particles이에요. solid, liquid, gas 또한 molecule를 가지고 있겠죠. (molocule arrangement을 그리며) solid의 particles들은 매우 밀접하게 붙어있어요. 밀접하게 있기 때문에, 서로 당기는 힘이 비교적 세겠죠. 그러므로, 빽빽한 molecule들이 자유롭게 움직일 수가 없죠. solid에서 molecule는 제자리 vibrate을 합니다.

원준 : molecule이 activity를 한다는 것은 brownian motion으로 증명이 되었어요. brownian motion은 분자들이 움직이면서 물 위에 있는 꽃가루를 움직이게 하고 이것을 발견한 brown의 이름을 따서 brownian motion이라고 합니다. 이것으로 인해서 원자와 분자가 물리적으로 존재하는지에 대한 의구심도 해결이 되었습니다.

네 다음은 서윤이 누나가 boyle’s law 대해 설명해 준다고 합니다 한번 만나 보시죠

드라이아이스를 물에 넣었을 때, 물이 끓는 것처럼 보이는 이유는 어떤 상태의 변화일까요?

1. 기화 2.액화 3.응고

4.융해 5. 승화

다음 중 분자 운동에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1. 분자는 스스로 끊임없이 운동한다

2. 온도가 낮아지면 분자 운동은 줄어든다.

3. 고체 상태물질의 분자는 운동하지 않는다.

4. 증발과 확산은 분자 운동에 의한 현상

5. 브라운 운동 은 물 분자에 의한 움직임에 대한 현상이다.

서윤; Boyle’s law란 United kingdom의 scientist Boyle이 만든 law로 gas에 volume과 pressure은 inverse proportion한다는 law입니다. 먼저 pressure이란 일정한 area에 작용하는 force로 이 pressure은 force에 proportion하고 area에 inverse proportion 해요. 그리고 방금 설명 했던 boyle의 law는 gas에 pressure과 volume은 inverse proportion한다는 법칙으로 표현하면 이렇게 써요. 그리고 이걸 그래프로 한번 보여드릴게요. (그래프 그리기) 여기서 보시면 volume이 작으면 pressure가 커지고 반대로 pressure가 작으면 volume이 커지게 되겠지요? 제가 boyle‘s law의 example을 보여드릴게요. 이 beaker에 air가 이만큼 담아저 있는데 이 air에 force를 주면 volume은 작아지고 force를 주고 volume이 줄어들어 beaker에 작용하는 area가 줄어들었으니 당연히 pressure도 증가를 하게 되겠죠 이것이 바로 Boyle’s law입니다. 다음은 제가 더욱 큰 understand를 위해 문제를 하나 보여드릴 테니 풀어보세요.

문제풀이) 부피가 100ml인 플라스크에 압력이 4기압의 기체가 들어있다. 같은 온도에서 이 기체를 200ml의 플라스크로 옮기면 압력은 몇 기압이 될까요?

다음은 동옥이 오빠가 charle’s law를 설명해준다고 합니다

동옥: 네 저는 샤를의 법칙(charles’s law) 에 대하여 설명(explain)을 하고 같이 간단한 문제(problem)를 풀어 봅시다

charles’s law 은

압력 (pressure)이 일정할 때 온도(temperature)와 gas의 부피(volume)는 비례한다(proportion)

압력 (pressure)이 일정할 때 (기체) gas의 부피는 종류에 관계없이 온도가 1고 높아 질때마다 0도일때의 부피의 273/1배씩 증가 한다 부피는 온도에 비례한다

문제 (problem solving)

0도씨, 1기압에서 부피(volume) 200ml인 기체 (gas)
가 있다 압력 (pressure)은 일정하게 유지하면서 이 (gas)의 부피 (volume)를 400ml가 되게 하려면 기체(gas)의 온도(temperature)는 얼마가 되어야 하는가?

자 그러면 이제 보일의 법칙(boyle’s law)과 샤를의 법칙(charles’s law)을 같이 사용한 문제를 풀어 볼게요

0도씨,1기압에서 부피(volume)가 10L인 기체(gas)가 있다. 이 기체(gas)의 온도(temperature)를 273도로 올리고 기압(pressure)은 5기압으로 높였을 때, 이 기체(gas)의 부피(volume)는 얼마가 되는가