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연재 기사

과학교과서 뛰어넘기 플러스

어린이과학동아 2005.07.1514호

생각이 깊고 마음씨 착한 하늘이. 동생이 생겨서 너무 좋겠어요. 사람이 살아가는 과정도 소나기가 내리고 비가 그치면 다시 햇빛이 비치는 날씨와 많이 닮았답니다. 만화를 통해서 배운 것처럼 물은 비가 오지 않아도 공기 중에 항상 존재한답니다. 사라지지 않고 항상 움직이고 있지요. 초등학교 5학년 1학기 단원 8에서 중요하게 다루고 있는‘물의 이동' 물이 움직이면서 무엇을 만드는지 더 알아보도록 해요.

[소제시작]구름은 어떻게 만들어지는 걸까?[소제끝]
구름은 비가 많이 올 때보다 파란 하늘에 한 점 두 점 떠 있을 때 더 확실하게 관찰할 수 있다. 햇빛이 쨍쨍 내려 쬐는 날에 한가롭게 하늘을 둥둥 떠다니는 구름을 보고 있노라면 ‘과연 구름이 물의 이동을 통해 만들어지는 게 맞을까󰡑 하는 의문이 들기도 한다. 과연 구름은 어떻게 만들어지는 걸까?

“구름이 만들어지기 전에 공기는 위로 올라가야 한다!"



공기가 위로 올라간 후엔 어떻게 될까?
위로 올라간 공기는 압력이 낮아져서 부피가 늘어난다→공기의 부피가 늘어나면 포함할 수 있는 수증기량이 많아져 습도가 높아지고 기온이 낮아진다→기온이 이슬점 아래로 떨어지면 수증기가 한데 엉겨 물방울이 된다→이 작은 물방울들이 모여 구름이 만들어진다.

[소제시작]구름이 생기는 원인을 알았으니 구름을 직접 만들어 보자![소제끝]

1. 집기병과 얼음 조각으로 구름 만들기
집기병을 잘 닦은 뒤, 뜨거운 물을 4분의 1 정도 채운다. 잠시 동안 뚜껑을 덮어 둔다. 집기병 속의 공기가 뜨거운 물에 의해 충분히 수증기를 머금었을 때 가만히 입구 위에 얼음 조각을 올려놓는다. 집기병을 들여다보면 얼음이 있는 주위에서부터 생긴 작은 물방울들이 서로 모여서 안개처럼 흘러가는 모습을 볼 수 있다.

▶왜 그럴까?
뜨거운 물이 담긴 병의 아래쪽 공기는 온도가 높아 위로 올라가게 되고 병의 입구에 도착하게 되면 찬 얼음 때문에 온도가 내려간다. 곧 공기는 포화 상태에 도달하게 되고 남는 수증기가 물방울로 변하게 된다. 이 때 생긴 작은 물방울들은 공기의 저항 때문에 쉽게 떨어져 내리지 못하고 실험에서 본 안개 같은 모습으로 공기 중에 떠 있는데 이것이 바로 구름이 다. 이 구름들의 양이 많아지면 서로 달라붙어 무거워지고 무거워진 물방울들이 땅으로 떨어지는 것이 바로 비인 것이다.

2. 페트병과 향으로 구름 만들기
얇고 투명한 페트병에 물을 조금 넣는다. 향에 불을 붙여 나오는 연기를 병 안에 조금 집어넣고 뚜껑을 꼭 닫는다. 페트병을 힘차게 흔든 후 가만히 놓아둔다. 곧 페트병 안이 흐려진 것을 볼 수 있다. 페트병을 손가락으로 눌러 찌그려 보면 병 안이 맑아지고, 눌렀던 손가락
을 떼면 다시 흐려지는 것을 확인할 수 있다.

▶왜 그럴까?
온도가 내려가도 구름이 생기지만 공기의 부피가 늘 때도 구름이 생긴다는 것을 알 수 있는 장면이다. 페트병 안을 갑자기 손가락으로 눌러주면 페트병 안의 공기가 갑자기 압축되어 물방울이 수증기로 변하면서 병 안이 맑아지고, 손을 떼면 공기가 갑자기 팽창하여 수증기가 물방울로 변해 병 안이 뿌옇게 흐려지는 것이다. 이 때 향 연기는 수증기가 물방울로 변하는 것을 도와 주는‘응결핵󰡑역할을 한다.

[소제시작]우리는 구름의 친구들[소제끝]
이슬
밤에 온도가 내려가 이슬점 온도(일정한 부피 속에서의 수증기의 양인 상대 습도가 100%가 되는 온도)보다 아래로 내려가면 땅 주위의 공기는 수증기가 넘치게 된다. 이 때 열 전도가 잘 되는 물체(풀잎, 돌, 쇠붙이 등)는 온도가 더 빨리 낮아져 그 물체를 둘러 싼 공기 속의 수증기가 응결되면서 물방울로 변하는데 이것을 ‘이슬󰡑이라고 한다. 이슬은 바람이 약하고 맑은 날 새벽에 더욱 잘 생긴다.

서리
기온이 얼음이 어는 온도로 내려가 대기 중의 수증기와 땅 속의 수분이 차가운 물체 표면에서 얼어붙은 것이다. 서리는 각종 농작물에 막대한 피해를 입히기도 한다.





안개
{BIMG_R10}구름과 비슷하지만 일교차가 심할 때 땅 표면 부근의 공기가 급속히 냉각되어 고도가 낮은 곳에 생긴다. 안개 낀 새벽은 멋있기도 하지만 시야가 좁아지기 때문에 자동차 운전이나 비행기의 이륙과 착륙을 방해한다.





스모그
영어의 ‘Smoke(연기)'와 'Fog(안개)'의 합성어로 대기 속의 오염 물질이 응결핵 역할을 해 안개가 된 것이다. 스모그는 바람이 약한 곳에서 잘 만들어진다. 도시와 공장 지대에 생기는 스모그는 대기 중의 해로운 물질을 고스란히 담고 있어서 동물의 눈, 호흡기 등에 자극을 주며, 식물의 성장을 방해한다.



[소제시작]거대한 물의 이동, 태풍[소제끝]
{BIMG_R11}해마다 여름이면 찾아오는 반갑지 않은 손님이 있다. 바로 강한 바람과 많은 비를 몰고 다니며 엄청난 피해를 주는‘태풍󰡑이다. 태풍은 북태평양 서부나 남중국해에서 발생하는 열대 저기압으로, 중심 풍속이 초속 17m가 넘으면 태풍이라 불려진다. 영어로는 '타이푼(Typhoon)'이라고 하며 북대서양 서부에서 발생해 아메리카 대륙 쪽에 피해를 주는 것은'허리케인(Hurricane)', 인도양과 아라비아해 부근에서 발생하는 것은 '사이클론(Cyclone)'이라고 한다. 태풍은 바닷물의 온도가 26℃ 이상인 열대 해상에서 시작하여 우리나라와 일본 같은 육지에 상륙하면 세력이 약해진다. 중심을 태풍의 눈이라고 하는데 이 곳은 거짓말같이 날씨가 맑고 바람이 약하다.

[소제시작]속담으로 배워 보는 재미있는 물의 과학[소제끝]
우리 조상들의 생활의 지혜가 담겨 있는 속담들. 그 속담 중 날씨와 관계 있는 속담을 살펴보면 속담에도 과학이 담겨 있다는 것을 알 수 있다. 재미있는 속담 풀이를 통해 조상들의 지혜를 엿보기로 하자.

·개구리가 울면 비
기압골이 접근하면 기압이 낮아진다. 그러면 습기가 늘어나 개구리들의 호흡을 방해할 수 있다. 결국 개구리가 호흡량을 늘리기 위해 평소보다 더 많이 운다는 해석인데 실제로 많이 적중한다.

·여름비는 소잔등을 가른다.
하늘에 해가 떠 있는데도 비가 내리는 여름 소나기를 경험해 본 적이 있을 것이다. 여름 소나기는 국지성이 강해서 소의 등에도 비 맞는 부분과 맞지 않는 부분이 있을 정도라는 뜻이다.

·3년 가뭄은 견뎌도, 1달 홍수는 못 견딘다.
가뭄은 아무리 심해도 농사 피해에 그치지만 홍수가 나면 모두 씻겨가 남는 게 없고 사람도 죽는다. 조상들이 비에 의한 피해를 더 두려워했다는 것을 알 수 있다.

·장마 끝물의 참외는 거저 줘도 안 먹는다.
장마 때는 비가 많이 오기 때문에 과일 맛이 떨어진다. 빗물로 인해 썩는 참외도 많고 물이 많아서 단맛이 없기 때문이다.

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