한 겨울에 밖에 있던 자전거의 플라스틱 손잡이 부분과 쇠 부분을 만졌을 때 차가운 정도가 다르다. 왜 똑같이 추운 곳에 있었는데 차가운 정도가 다를까. 이는 열 전도율 때문이다.

열은 눈에 보이는 실체가 아니다. 그렇다면 열의 실체는 무엇일까. 라면을 끓일 때 냄비에 물을 넣고 가스레인지 불로 가열하면 물이 뜨거워지고 끓게 된다. 이 때 물을 끓게 하는 열은 냄비를 뚫고 물로 이동해 물 전체로 퍼진 것이 아니다.

이론적으로 열은 분자들의 운동 에너지 합(合)으로 정의된다. 물이 뜨거워져서 끓는다는 것은 물 분자의 운동이 전보다 활발해졌다는 의미이다. 가스레인지 불로 냄비를 가열하면 냄비를 이루고 있던 분자들의 운동이 좀 더 활발해진다. 이로인해 냄비와 접해 있는 물 분자들이 냄비의 분자와 부딪히게 되면 물 분자 역시 전보다 활발해진다. 이것이 바로 냄비에서 물로 열이 이동하는 원리이다.

이와같이 분자들의 접촉에 의해 분자의 운동에너지가 전달되는 열의 이동방법을 전도라고 한다. 열을 전달하는 능력(전도)은 금속마다 다르다. 그래서 앞서 말한 플라스틱 손잡이 부분과 쇠 부분의 열전도율이 다르게 나타나는 것이다.

자전거에서 철의 열전도율이 플라스틱의 열전도율보다 크다. 이는 철이 우리 손에 있는 열을 더 빨리 전도한다는 의미이다.

그럼 어떤 것이 열을 잘 전도시키고 어떤 것이 열을 잘 전도시키지 못할까.

열을 잘 전도하는 물질은 일반적으로 금속물질이라고 불리는 철, 구리, 납 등이다. 열을 잘 전도하지 못하는 물질은 공기, 나무, 유리, 플라스틱 등의 비금속물질이 속하게 된다.

열의 이동방법에는 전도 외에 대류와 복사가 있다. 물이 끓을 때 밑에서 데워진 부분은 밀도가 작아져 위로 올라가고 찬 부분은 밑으로 내려오면서 열이 이동하는 현상을 대류라고 한다. 액체와 기체에서는 분자가 이동해 대류현상이 나타난다.

복사는 열이 어떤 중간 매질을 거치지 않고 직접 전달하는 현상이다. 전도나 대류는 진공 속에서 일어나지 않지만 복사는 진공 속에서 일어나기 때문에 태양에너지가 지구까지 도달할 수 있다. 임경숙 강사· 부산청소년과학기술진흥센터연구원

지난달 27일 부산 사상구 모라3동 모라아동센터에서 열린 '찾아가는 생활과학교실'에서 부산청소년과학기술진흥센터 김지영 박사가 축구공 만들기 수업을 하고 있다.

◇ 생활과학교실 6월 첫째주 프로그램


▲목요일: 주례3동(젤리양초 만들기)

▲금요일: 대청동(플러렌) 충무동(똑딱이 손난로 만들기) 명륜2동(플러렌) 대연3동(플러렌) 좌2동(젤리양초 만들기) 하단1동(플러렌) 서4동(젤리양초 만들기) 서2동(플러렌) 광안4동(플러렌) 주례2동(축구공 분자모형) 장안읍(젤리양초 만들기) 양산시 중앙동(플러렌) 기장도서관(과학자와의 만남) 아미동(〃) 범일4동(〃) 동삼1동(〃) 하단2동(〃)

▲토요일: 청학2동(과학자와의 만남) 기장읍사무소(〃) 김해시 구산동(플러렌)

▲화요일(6월 7일): 일광면(과학자와의 만남)

*부산시내 각 구청의 복지관, 아동시설 등에서도 생활과학교실 프로그램을 신청하실 수 있습니다.

문의 부산과학기술협의회(051-500-5228)