중2 과학 열팽창 관련 문제 및 풀이

열팽창을 물체에 열을 주었을 때 물체를 이루는 입자들의 운동이 활발해지면 입자들 간의 거리가 늘어나 길이 또는 부피가 커지는 현상이죠. 이런 열팽창을 이용하여 우리 주변에서는 다양한 곳에서 사용하고 있는데요, 그중에 하나가 바이메탈입니다. 바이메탈은 두 개의 금속을 붙인 것인데요, 이때 금속의 열팽창이 달라야 한다는 것~~ 어디서 사용할까요? 화재경보기, 다리미등에서 사용되고 있죠. 오늘은 바이메탈에 관한 문제를 보도록 할게요~~

모 중학교 과학 기말고사 기출문제 참조

- 문제풀이 -
바이메탈은 그림처럼 두 개의 금속을 붙인 것인데요, 열팽창이 다르기 때문에 물체에 열을 가하면 열팽창이 큰 쪽이 작은 쪽에 비해서 많이 늘어나겠죠? 그러면 열팽창이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 휘게 됩니다. 따라서 A와 B를 보면 위쪽으로 휘어지고 있죠? 그러면 A가 B보다 열팽창이 크다는 것이죠. 그림에서 열팽창이 가장 큰 쪽은 어디일까요? A가 되고, 그다음은 B, C순이 되겠죠??

이와 관련된 문제를 보면

중학교 학습지 문제 그림 참조

위 그림은 화재경보기를 모식화한 그림입니다. 화재경보기는 일정 온도이상이 되면 바이메탈에 금속에 붙게 되면서 벨이 울리게 됩니다. 근데, 55도가 되었을 때 울려야 하는 화재경보기가 울리지 않고, 75도 이상이 되었을 때 울린다면 문제가 있겠죠? 문제는 여기서 바이메탈은 어떻게 바꿔야 하는 가?입니다.

- 문제 풀이 -
그림에서 열팽창이 A와 B 중 어느 쪽이 커야 될까요? 금속에 붙어야 하므로, 위쪽 금속이 열팽창이 커야 되겠죠? 만약 아래쪽이 크면 금속구에 닿을 수 없으니까요~~ 55도일 때 울려야 하는데, 안 울린다? 단, 바이메탈의 문제라고 한다면, 열팽창이 A보다 더 큰 금속으로 바꿔야 되겠지요?? 오늘 지식인 질문에 비슷한 질문이 있어서 올려봅니다^^