물질의 상태 변화

선생님이 교과서에서 뽑은 물질의 상태 변화 ㅣ 과학나라 논술세상 16
이주훈 지음, 이우정 그림 / 지경사 / 2007년 3월

나는 오늘'선생님이 교과서에서 뽑은 물질의 상태 변화'를 보았다.

여기서는 물질의 상태 변화에 대해 설명하고 특히 기체를 많이 설명한다.

하지만 나는 물질에 대해 설명하겠다.

물질이란 무엇일까?

 내 주위를 둘러싸고 있는 물체들을 살펴보면 모두가 사용하기에 편리한 모양을 하고 있다.

컴퓨터는 육면체의 상장 모양이고 모니터는편하게 볼 수 있도록 받침대가 있다.

책상은 책을 읽거나 글을 쓰기에 편리하도록 윗면이 평평하게 되어 있다.

  그러면 우리가 사용하는 두구들만을 물체라고 말할까?

  그렇지는 않다.

산이나 들에 있는 돌이나 나무는 일정한 모양으로 다듬어져 있지는 않지만 이 역시도 물체다.

  물체란, 손으로 말질 수 있고 눈에 보이며 모양을 유지하고 있는 사물을 뜻한다.

가구, 옷, 나무, 돌 등은 일정한 모양을 이루고 있기 때문에 물체라고 할 수 있다.

  그러나 세상에는 일정한 모양이 없는 것들도 있다.

  물이나 공기를 생각해 본다.

물처럼 어떤 그릇에 담느냐에 따라 모양이 변하거나, 분명히 존재하지만 눈에 보이지 않고 손으로 만질 수 없는 공기 같은 것은 물체라고 말하지 않는다.

  대신 물체, 물, 공기 등을 가리킬 때는 '물질'이라는 말을 사용한다.

물질이란, 무게를 가지고 일정한 공간을 차지하고 있는 모두를 포함하는 말이다.

물체, 물, 공기는 무게를 갖고 자리를 차지하고 있으니 당연히 물질인 것이다.

한편, 좁은 의미로 그 물체를 구성하고 있는 재료를 가리켜 물질이라고도 한다.

예를 드렁 책은 종이로 되어 있는데, 이 경우 종이를 물질이라고 하는 것이다.

컵은 유리라는 물질로 되어 있고, 기계는 철이나 플라스틱, 고무 등의 물질로 되어 있다.

  이렇게 물질은 물체와 물질이라는 두 가지 표현으로 구별되지만, 모든 물질에는 한 가지 공통점이 있다.

바로 모든 물질은 '원자'로 구성되어 있다는 것이다.

  원자는 '더 이상 나누어질 수 없는 알갱이'란 뜻의 그리스 어에서 유래된 단어이다.

원자는 매우 작아서 1억 개를 나란히 놓아도 겨우 1cm밖에 안 될 정도이다.

  원자는 수소, 탄소, 산소 등 여러 가지가 있지만 현재까지 발견된 것은 109종류이며, 이 109종류의 원자가 다양하게 결합하여 사물을 이룬다.

  겨우 109종류의 원자가 이 지구상의 모든 사물 그리고 우주, 더구나 우리 인간까지도 이루고 있다는 것은 놀라운 일이다.

물질의 상태 변화

  세상에 있는 물질은 3가지 상태로 존재한다.

고체, 액체, 기체가 바로 그것이다.

  고체는 눈에 보이고 딱딱하며 일정한 모양을 하고 있다.

고체를 이루고 있는 작은 알갱이들이 움직이지 않고 한 자리에 머물러 있기 때문에 모양이 일정하게 유지되는 것이다.

나무, 돌, 얼음 등이 이에 해당한다.

  액체는 눈에 보이기는 하지만 일정한 모양이 없다.

액체를 이루고 있는 알갱이들이 움직이기 때문에 일정한 모양을 만들 수 없는 것이다.

담는 그릇에 따라 모양이 달라지는 무, 콩기름, 알코올등이 이에 해당한다.

  기체는 느낄 수 는 있지만 눈으로 보거나 손으로 만질 수는 없다.

기체를 이루는 작은 알갱이들이 서로 멀리 떨어져 빠르게 움직이기 때문이다.

우리가 살아가는 데 필요한 산소, 식물들에게 꼭 필요한 이산화탄소, 물을 끓일 때 나오는 수증기 등이 이에 해당한다.

  물질이 존재할 때 고체, 액체, 기체가 반드시 정해져 있는 것은 아니다.

온도에 따라 처음의 상태가 변하기도 한다.

물은 액체지만 얼리면 고체인 얼음이 되고, 끓이면 기체인 수중기가 된다.

단단한 고체인 돌도 온도를 높이면 액체인 용암이 된다.

또 기체인 이산화탄소의 온도를 낮추면 고체인 드라이 아이스가 되기도 한다.

  고체, 액체, 기체는 물질을 이루고 있는 알갱이들이 움직이느냐, 움직이지 않느냐, 또 움직이면 얼마나 빠르게 움직이느냐에 따라 나뉜다.

물을 이루고 있는 알갱이들의 움직임이 없으면 얼음이 되는 것이고 뭄직임이 빨라지면 수중기가 되는 것이다.

실험과 관찰

선생님이 교과서에서 뽑은 실험과 관찰 ㅣ 과학나라 논술세상 13
이주훈 지음, 백정현 그림 / 지경사 / 2006년 12월

나는 오늘 '선생님이 교과서에서 뽑은 실험과 관찰'을 보았다.

여기에서는 실험과 관찰에 대해 설명해준다.

그중 나는 실험을 더 좋아하기 때문에 실험을 설명하겠다.

실험이란?

실험이란 어떤 결과를 얻기 위해 조건을 달리하면서 같은 과정을 되풀이하는 것을 실험이라고 한다.

실험은 우리가 과학을 공부할 때 빠지지 않고 등장하는 중요한 과정이다.

  실험이란 대체 무엇일까?

  실험이란, 첫째, 자연 현상 속에서 둘째, 자연 현상의 어떤 조건을 부분적으로 바꾸어서 셋째, 앞의 두가지 조건이 불가능한 경우라면 다른 조건을 인위적으로 만들어서 우리가 탐구하고자 하는 것을 밝혀 내는 것이다.

성경인물

지혜쏙쏙 재미팍팍 - 만화로 배우는 성경인물 이야기 1
주영광 지음 / 하늘기획(호산) / 2008년 9월

나는 오늘 '지혜쏙쏙 재미팍팍 만화로 배우는 성경인물 이야기'를 읽었다.

여기서는 성경인물에 대해 만화로 나와 있다.

이 책의 장점은 만화로 만들어 져서 재미있게 읽을 수 있고 이해하기 어려운 부분을 쉽게 배울수 있다.

이 책에서 내가 가장 좋아하는 분은 모세이다.

왜냐하면 내가 존경하고 좋아하는 분이어서도 있지만 정말 말로 할 수 없을 정도로 훌륭한 분이시기 때문이다.

나도 이 다음에 커서 모세처럼 하나님만 섬기는 사람이 되도록 노력할 것이다.

컴퓨터와 로봇

선생님이 교과서에서 뽑은 컴퓨터와 로봇 ㅣ 과학나라 논술세상 29
이성한 글, 이우정 그림 / 지경사 / 2008년 4월

나는 오늘 '선생님이 교과서에서 뽑은 컴퓨터와 로봇'을 봤다.

여기서는 컴퓨터와 로봇에 대해 설명해주고 있다.

그런데 나는 컴퓨터보다는 로봇에 관심이 있어서 로봇을 컴퓨터보다 더 자세히 보았다.

그래서 나는 로봇에 대해 설명해보겠다.

로봇이란?

  옛날에는 사람과 비슷하게 생기고, 사람과 비슷한 지능을 가진 로봇은 만화 또는 영화에서나 가능하다고 생각 했다.

  하지만 우리들은 그렇게 생각하지 않을 것이다.

그만큼 현재는 과학이 발달했다는 뜻이다.

  로봇이란 말은 체코 어로 '일한다'는 뜻의 '로보타(robota)'에서 비롯되었다.

1920년에 체코의 소설가인 카렐 차페크의 희곡 <로섬의 만능 로봇>에서 처음 등장하여 널리 쓰이게 되었다.

그러니까 로봇은 '일하는 사람'이란 뜻이다.

  당신들은 '로봇'하면 무엇이 떠오릅니까?

만화 영화에나 등장하는 로봇을 생각하지 않으십니까?

팔과 다리가 있어 사람처럼 걸을 수 있는로봇을 떠올렸을 것이다.

  하지만 이렇게 생긴 것만 로봇이라고 부르지 않는다.

어떤 일을 할 때 굳이 사람처럼 생길 필요는 없다.

일하는 장소와 역할에 따라 필요하지 않은 부분은 없애고 사용하는 기능만 갖춘 것이 더 편리할 수도 있을 것이다.

  예를 들어, 자동차 공장의 로봇은 용접과 부품을 조립하기 때문에 긴 팔만 있으면 된다.

  그래도 우리와 비슷해야 왠지 친숙하게 느껴진다.

인간과 생김새가 비슷한 로봇을 '휴머노이드 로봇'이라고 한다.

  휴머노이드(humanoid)는 '인간을 닮았다'는 뜻이다.

  그리고 로봇보다 더 인간과 가까우면서 높은 인공 지능을 가진 로봇을 '안드로이드'라고 한다.

안드로이드(android)는 '인조인간'이란 뜻으로, 크기와 모습이 사람과 아주 비슷해 겉모습을 봤을 때 잘 구별되지 않고, 지능 또한 사람과 비슷하다.

  또, 사람과 닮지 않았으나 로봇의 기능을 가진 로봇을 '드로이드 로봇'이라고 부른다.

공장에서 사용되는 대부분의 산업용 로봇을 말한다.

공룡

선생님이 교과서에서 뽑은 공룡의 세계 ㅣ 과학나라 논술세상 22
박종규 지음 / 지경사 / 2008년 4월

나는 오늘 '선생님이 교과서에서 뽑은 공룡의 세계'를 봤다.

여기서는 공룡의 대해 소개를 하고 있다.

그래서 나는 공룡을 소개해주겠다.

달리기선수 공룡

  공룡은 거대한 몸집을 가지고 있으면서도 어쩜 그렇게 빨리 달렸을까?

100m를 10초에 뛸 수 있는 사람도 1시간에 36km를 달리기는 어렵다.

  바르셀로나 올림픽에서 금메달을 목에 걸었던 황영조 선수도 42.195km의 거리를 2시간 11분 19초에 달렸다.

그러니까 1시간에 20km 정도를 달린 셈이다.

  그럼 달리기를 가장 잘 한 공룡은 누구일까?

  '타조공룡'으로 불리는 오르니토미무스가 시속 65~80km로 영광의 금메달을 목에 걸었다.

  오르니토미무스는 오늘날의 타조처럼 민첩하고 발이 빠른 것이 특징이다.

가늘고 기다란 다리는 보는 것만으로도 그 빠르기를 짐작하게 해 준다.

  시속 80km는 말이 전속력으로 달리는 것보다 더 빠르다.

날씬하고 속이 비어 있는 뼈와 길고 가느다란 다리를 가진 오르니토미무스는 아주 빨리 달릴 수 있었다.

따라서 오르니토미무스는 사냥도 잘 하고, 또 빨리 도망칠 수도 있었다.

  이 외에도 수각류 공룡들이 대체로 빨랐다.

데이노니쿠스나 코엘로피시스는 시속 40km로 달렸다고 한다.

100m를 9초에 달린 셈이다.

  이 공룡들은 보통 몸 길이가 2~3m, 몸무게가 100kg 안팎이었다고 한다.

공룡치고 비교적 작은 편에 속했다.

몸길이가 가장 긴 공룡

  몸집이 크고 몸 길이가 긴 공룡은 대개 식물성 먹이를 먹는 초식 공룡이다.

모두들 거대한 덩치를 한껏 자랑한다.

그 중에서도 어떤 공룡이 가장 컸을까?

  몸 길이가 가장 긴 주인공은 무려 38m나 되는 세이스모사우루스가 두말 할 것도 없이 금메달감이다.

큰 것은 50m나 된다고도 한다.

  세이스모사우루스의 다리는 크기에 비해 짧고 굵어서 거대한 몸집을 지탱한느 데 고움이 되었을 것으로 생각된다.

  비록 금메달을 따지 못했지만 몸 길아가 30m 정도 된느 울트라사우루스와 26m 정도인 디플로도쿠스, 23m인 브라키오사우루스 역시 덩치가 큰 용각류 공룡이다.

가장 무거운 공룡

  대개 육식 공룡보다는 식물성 먹이를 먹는 초식 공룡의 몸무게가 더 많이 나간다.

지금까지 밝혀진 공룡 가운데 가장 무거운 공룡은 앞에서 몸 길이가 가장 긴 공룡이었던 세이스모사우루스다.

이 공룡은 몸무게가 자그마치 100톤이 넘는다.

  세이스모사우르스는 거대한 몸을 지탱하기 위해 등뼈를 서로 단단하게 연결하는 특수한 관절이 발달되어 있다.

  두번째는 80톤 정도 나가는 브라키오사우루스, 세 번째는 약 50톤인 울트라사우루스다.

슈퍼사우르스 또한 40톤이나 나가는 매우 무거운 공룡이다.

  울트라사우루스와 슈퍼사우루스의 화석이 발견된 곳은 모두 미국 콜로라도 주의 좁은 골짜기에 있는 쥐라기의 지층이다.

이 곳은 '공룡의 무덤'이라고 불리는 곳인데, 앞으로 세이스모사우루스보다 더 큰 공룡이 발견될 것으로 기대를 모으고 있다.

몸집이 가장 작은 공룡

  지금까지 발견된 공룡의 화석 중에서 가장 작은 것은 무스사우루스(생쥐 도마뱀이라는 뜻)로 알려져 있다.

  이 공룡은 몸 길이가 겨우 20cm 정도밖에 되지 않았다.

그러나 연구 결과 이것은 무스사우루스의 새깨로 밝혀졌다.

  그럼 몸집이 가장 작은 진짜 주인공은 누구일까?

  콤프소그나투스는 다 자란 상태가 어미닭 크기로 몸 길이가 50~60cm 정도밖에 되지 않았다.

따라서 지금까지 알려진 공룡 중에서 가장 작은 주인공이다.

  콤프소그나투스의 납작한 머리의 길이는 6.5cm 정도이고, 목은 상대적으로 길며 앞발은 그리 길지 않다.

  '귀여운 턱'이라는 뜻의 콤프소그나투스는 쥐라기 말기의 지층에서 발견되었는데, 백악기 말기의 공룡 티라고사우르스처럼 앞발의 발가락이 두 개뿐이다.

  이 공룡은 크기는 작지만 아주 사납고 민첩하여 땅 위를 날듯이 뛰어다니면 도마뱀이나 작은 동물을 잡아먹고 살았다.

가장 난폭한 공룡

  트라이아스기 말기에 이미 에오랍토르와 같은 육식 공룡이 있었지만, 쥐라기에 들어서면서 본격적으로 메갈로사우루스나 알로사우루스 같은 대형 육식 공룡들이 등장했다.

  알로사우루스는 매우 훌륭한 사냥꾼이었다.

짧은 칼처럼 휜 60개의 이빨은 먹이를 물고 찢는 데 사용되었고, 이빨의 앞쪽과 뒤쪽날엔느 스테이크용 칼처럼 톱니가 있어 먹이를 자르는 데 효과적이었다.

또 앞발은 길고 날카로운 발톱으로 무장되어 먹이를 잡아뜯는 데 사용되었다.

  그리하여 알로사우루스는 쥐라기 시대에 가장 무섭고 난폭한 공룡으로 이름을 떨쳤다.

  백악기에는 티라노사우루스가 가장 난폭한 공룡이었다.

이름도 그에 알맞게 '폭군룡'이란 뜻을 가지고 있다.

  그 밖에도 뒷발의 발톱을 180도로 자유롭게 움직여 '공포의 발톰'으로 불리는 데이노니쿠스와 알베르토사우루스 등이 티라노사우루스와 어깨를 나란히 하는 난폭한 공룡들이다.

느림보 공룡

  아마도 '곡룡'이라고 불리는, 다리가 짧은 무리가 가장 느리지 않았으까 생각된다.

  '흑도마뱀'이라는 뜻을 가진 노도사우루스는 몸 길이가 5.5m 정도 되며, 혹이 있는 단단한 피부로 뒤덮여 있다.

  그런데 이 공룡은 몸에 비해서 다리가 무척 짧다.

짧은 다리로 크고 무거운 몸을 움직이기란 그리 쉽지 않았을 것이다.

  이 공룡은 육식 공룡을 만나게 되면 도망치기보다는 몸을 잔뜩 웅크리고서 꼼짝하지 않는 게 나았을 것이다.

상대 역시 단단한 혹투성이인 노도사우루스에게 쉽게 덤벼들지 못했을 것이다.

목이 긴 공룡

  목이 가장 기다란 공룡은 초식 공룡 중에 있다.

그 주인공은 바로 마멘키사우르스다.

  마멘키사우루스는 중국 쓰촨 성 허촨에서 발견된 대형 초식공룡이다.

1981년에 마멘키사우루스의 전신 골격이 전시되었을 때 사람들은 입을 다물지 못했다.

  몸 길이 22m에 어깨까지의 높이가 3.5m, 목 길이만 무려 11m나 되었다.

머리뼈가 몸에 비해 매우 작고 목이 전체 길이의 반을 차지하고 있는데, 목뼈가 무려 19개나 되었다.

꼬리는 채찍 모양으로 가늘지만 꼬리 끝에는 곤봉 모양의 구조가 있었을 가능성이 있다.

  아파토사우루스, 디플로도쿠스, 브라키오사우루스 같은 목이 긴 용각류는 긴 목을 이용해 다른 공룡들이 도달할 수 없는 높은 곳의 나뭇잎을 먹어 쥐라기 생태계의 주된 자리를 차지하였다.

꼬리가 긴 공룡

  꼬리가 긴 주인공 역시 목이 긴 공룡과 마찬가지로 용각류인 초식 공룡 중에 있다.

  긴 꼬리를 자랑했던 많은 공룡들 가운데 으뜸은 바로 디플로도쿠스다.

디플로도쿠스는 미국의 쥐라기 말기 지층에서 발견된 공룡으로 몸 길이가 26m나 된다.

게다가 몸 길이의 대부분은 뱀처럼 긴 목과 꼬리가 차지하고 있다.

  몸 길이로 미루어 보아 몸무게도 굉장했을 것 같을 것이다.

하지만 디플로도쿠스는 그다지 몸무게가 많이 나가지 않았다.

그 이유는 꼬리가 길어서이기도 하지만 디플로도쿠스의 뼈는 몸이 물에 쉽게 뜰 수 있도록 속이 비어 있는 부분이 많았기 때문이다.