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열은 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다고 했는데, 서로 맞닿은 물질로 이동할 수도 있고, 먼 거리에 떨어져 있는 물질로 이동할 수도 있어요. 또 열을 가진 물질이 직접 이동하기도 하지요. 이처럼 열이 한 물질에서 다른 물질로 이동하는 것을 열의 전달이라고 하고, 열이 전달되는 방식에는 전도, 대류, 복사 세 가지가 있어요.

열이란 무엇일까요?

물질을 이루는 분자들은 제자리에 멈춰 있지 않고 끊임없이 움직여요. 기체 분자는 먼거리를 이동하고, 액체 분자는 부피를 유지하는 범위에서 이동하고, 고체는 제자리를 지키며 진동하지요. 그럼 물질에 열을 가하면 어떤 현상이 일어날까요? 물질을 이루는 분자들의 움직임이 더욱 활발해지고, 그에 따라 온도도 높아져요. 그래서 온도가 높다는 것은 분자의 움직임이 활발하다는 뜻이기도 하지요.

열의 전달1_전도 : 고체를 통해 열이 전달되는 현상

금속 막대의 한쪽을 손으로 잡고 반대쪽 끝을 끓는 물에 담그면 금세 잡은 부분까지 뜨거워져요. 끓는 물의 열이 금속 막대를 통해 전달되기 때문이에요. 이처럼 고체를 통해 열이 전달되는 형상을 열의 전도라고 불러요. 끓는 물의 분자는 아주 활발하게 움직여요. 그래서 물에 담긴 금속의 표면에 사전없이 부딪치지요. 그러면 금속의 분자들도 점점 진동하게 되어 금속의 온도도 높아지는 거예요. 뜨거워진 금속 분자는 옆의 금속 분자를 요동치게 만들어요. 이런 과정이 옆으로 번지면서 금속 막대 전체가 뜨거워지지요.

열의 전달2_대류 : 물질이 이동하여 열을 전달하는 현상

그릇에 물을 넣고 불 위에 올려놓아 보세요. 불꽃의 열은 그릇을 데우고, 데워진 그릇은 그릇에 접해 있는 물을 데워요. 이때 열은 전도의 방식으로 전달되기 때문에 불꽃에 가까운 바닥의 물부터 데워지지요.
만일 물 분자가 제자리에 고정되어 있다면 바닥에 가까운 곳이 뜨겁고 위로 올라갈수록 차가워질 거예요. 그런데 물은 액체이기 때문에 이리저리 이동할 수 이어요. 그래서 데워진 물 자체가 위로 솟아오르지요. 물은 옆의 분자를 요동치게 만들어 데워지는 것이 아니라 스스로 이동하여 전체를 데우는 거예요. 이처럼 물질이 이동하여 열을 전달하는 방식을 대류라고 해요.

열의 전달3_복사 : 열이 빛의 형태로 전달되는 형상

빛은 주변을 밝혀 주는 에너지예요. 우리는 빛을 이용해 물체의 모양과 색을 구별할 수 있어요. 그런데 빛은 열에너지도 가지고 있어요. 빛을 쬐면 따뜻해지는 것도 빛의 열에너지가 데워 주기 때문이에요. 이처럼 열이 빛의 형태로 전달되는 현상을 복사라고 불러요. 또 복사로 전달될 열을 복사열이라고 부르지요. 우리가 흔히 말하는 햇볕이란 태양에서 나오는 따뜻한 기운을 말하는데, 복사열과 거의 같은 뜻으로 생각하면 돼요. 복사열은 햇볓에만 있는 것이 아니에요. 전기난로에서도 복사열이 나오지오. 사실 온도를 가지고 있는 모든 물질에서는 복사열이 나와요. 온도다 높으면 복사열의 에너지가 세고, 온도가 낮으면 복사열의 에너지가 약할 뿐이지요.

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