중2과학 6단원 물질의 특성 - 녹는점과 어는점
오늘은 녹는점과 어는점에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 녹는점과 어는점 들어본 적 있나요? 못 들어봐도 많이 봤던 현상 중의 하나이요. 여름에 아이스크림을 먹을 때 분명히 고체였지만 시간이 지나면서 녹아버리죠. 그리고 얼음을 손바닥에 놓으면 녹죠. 물질은 온도에 따라서 상태가 달라지게 되는데요, 이때 고체가 액체가 될 때 온도가 일정한 부분이 녹는점, 어는점은 액체가 고체가 될 때 온도가 일정한 부분을 말합니다.
녹는점
녹는점은 고체가 액체로 될 때 온도가 일정한 부분을 말합니다. 녹는점도 끓는점과 마찬가지로 물질의 특성이죠. 끓는점은 열을 가하면 입자들간의 인력이 끊어지면서 기체상태가 되죠. 녹는점도 물질에 열을 가하면 입자들 간의 인력이 끊어지면서 액체 상태로 됩니다. 물질들마다 입자들 간의 인력이 다르기 때문에 녹는점도 물질의 특성이 됩니다.
그림을 보시면 고체일 때는 입자들이 붙어 있지만, 액체가 되면 고체에서 입자들의 간격이 달라지는 것을 볼 수 있죠. 이 때 물질들마다 입자들이 서로 잡아당기는 인력이 다르기 때문에 녹는점이 물질의 특성이 되는 것입니다.
어는점
어는점은 녹는점의 반대로 액체가 고체로 될 때 온도가 일정한 부분을 말합니다. 어는점도 물질의 특성입니다. 이유는 녹는점과 끓는점의 이유와 같아요. 같은 물질이라면 녹는점과 어는점은 같아요. 예를 들면 얼음은 0℃에서 녹죠. 물은 0℃에서 얼어요. 즉, 물과 얼음은 같은 물질이라는 것입니다.
녹는점(어는점)과 질량과 관계
같은 물질이라면 끓는점은 양(질량)에 관계없이 일정하죠. 녹는점이나 어는점도 마찬가집니다. 같은 물질이라면 질량에 관계없이 일정합니다. 단지 녹는 시간만 달라질 뿐이지, 녹는점이나 어는점이 변하지는 않습니다. 얼음 10g과 얼음 100g을 준비하고 어느 쪽이 빨리 녹을까? 하면 '얼음 10g이 빨리 녹아요.'라고 하죠. 빨리 녹는다는 것은 시간을 의미하는 것이지, 녹는점이 달라지는 것은 아니죠.
여기까지 이해가 되시나요??
여러가지 물질의 녹는점
물질마다 녹는점이 다르다고 했습니다. 어떻게 다를까요?
| 물질 | 녹는점(℃) | 물질 | 녹는점(℃) |
| 텅스텐 | 3422 | 철 | 1538 |
| 구리 | 1084 | 납 | 328 |
| 얼음 | 0.0 | 수은 | -38.8 |
| 에탄올 | -114.1 | 질소 | -210 |
표를 보시면 물질마다 녹는점이 다르다는 것을 알 수 있습니다. 그리고 같은 물질이라면 녹는점과 어는점은 같다는 것 잊지 마세요^^
끓는점, 녹는점, 어는점 일 때 온도는 왜 일정한가?
끓는점이나, 녹는점, 어는점에서 온도가 일정하다고 이야기를 했습니다. 그럼 왜 온도가 일정할까요??? 바로 상태변화 때문입니다. 상태변화는 물질의 상태가 변하는 것이죠. 끓는점은 액체가 기체로 (기화) 되고, 녹는점은 고체가 액체로(융해), 어는점은 액체가 고체로(응고) 됩니다. 이런 상태변화가 일어날 때 열이 사용되는데요, 끓는점이나 녹는점에서 가해준 열이 전부 입자들 간의 인력을 끊어버리는 데 사용하기 때문에 온도가 일정하고요, 어는점은 입자들이 달라붙으면서 열이 방출이 되는데, 이 열들이 온도가 내려가는 것을 막아주기 때문입니다.
따라서, 끓는점이나 녹는점, 어는점 등 상태변화가 일어날 때 온도는 일정하게 유지가 됩니다.
일상생활에서 사용하는 녹는점이나 어는점
일상생활에서 녹는점이나 어는점을 높이거나 낮춰서 사용하는 예는 많아요. 그중에서 소방관들이 입는 방화복은 녹는점을 높여서 화재진압 시 몸을 보호하는 역할을 합니다. 그리고 우주선의 본체, 전구의 필라멘트, 조리기구들이 녹는점을 높여서 사용하는 예이고, 납땜이라고 들어보셨나요? 납땜은 녹는점을 낮춰서 전선을 연결하는 방법이죠.
이렇게 생활 속에서 녹는점이나 어는점을 활용하여 사용하고 있다는 것^^
고체의 가열곡선과 액체의 냉각곡선
고체를 가열할 때와 액체를 냉각할 때 그래프입니다.
그래프를 보시면 온도가 일정한 부분이 녹는점과 어는점입니다. 근데, 왜 두 지점의 온도가 같을까요? 바로 같은 물질이기 때문이죠. 그리고 녹기 전에는 고체상태만 존재하다가, 녹는점에서는 고체와 액체 두 가지 상태가 함께 존재하고, 어는점에서도 액체와 고체 두 가지 상태가 함께 존재하는 것을 알 수 있습니다.
이런 곡선으로 우리는 무엇을 할 수 있을까요? 바로 물질의 현재 온도에서 어떤 상태인지 알 수 있습니다. A라는 물질의 녹는점이 15도, 끓는점이 105도라고 할게요. 현재 온도가 25도일 때 A는 어떤 상태가 될까요? A의 녹는점이 15도 이죠. 그럼 15도보다 낮은 온도에서는 고체로 존재하고, 끓는점이 105도 이므로, 105도 이상이면, 기체로 존재하는 것입니다. 따라서 현재온도가 25도일 때 A는 액체로 존재하는 것이죠^^
마치면서
지금까지 녹는점과 어는점에 대해서 알아봤습니다. 어떠세요? 이해가 되시나요?? 꼼꼼히 읽어보시면서 내용을 자신의 것으로 만들시기를 기원합니다.^^
물질의 특성에는 겉보기성질, 밀도, 끓는점, 녹는점(어는점), 용해도가 있습니다. 이제 용해도 하나 남았네요^^ 용해도도 차근차근 설명하도록 하겠습니다.^^