유체가 뭐야? (고체, 액체, 기체)

' 물체가 유체 속에 잠겨있을 때 중력의 반대 방향으로 물체를 밀어 올리려는 힘.'

출처-나무위키

 

먼저 '유체'란 기체, 액체를 말합니다!

 

유체는 말 그대로 흐르는 성질이 있는 것. 

 

기체나 액체는 고체처럼 고정되어있지 않고 흘러서 모양이 계속 바뀌기 때문에 '흐를 유'를 써서 '유체'인 겁니다.

 

그렇다면 '기체, 액체'는 뭘까요?

 

유체 즉, 기체, 액체가 뭔지 제대로 뿌셔 버리러 가즈아

 

 

이 세상 물질들을 세 가지 상태로 존재합니다. 고체, 액체, 기체

 

우리가 알고 있듯이, 고체는 딱딱한 것들 , 액체는 '물', 기체는 '공기' 죠

 

셋은 전혀 다르게 생겼지만

 

사실 셋은 같은 것들로 이루어져 있습니다.

 

 

(ㅇ?)

 

 

우리는 이미 알고 있어요

 

얼음은 고체죠. 얼음을 녹이면 액체인 물이 되고. 끓이면 수증기인 기체가 됩니다.

 

저 세 가지(액체, 기체, 고체)가 무엇으로 이루어져 있는지 알아보기 위해 계속 작게 작게 자르고 쪼갭니다.

 

더 이상 쪼갤 수 없을 정도로 쪼개는 겁니다.

 

그러면 눈에 보이지 않는 아주 작은 알갱이가 됩니다.

 

지금부터 그 알갱이들을 '입자'라고 부르겠습니다 ( 알갱이 너무 없어 보이잖아요..😶)

 

그 아주 작고 작은 입자들이 모여서 고체가 되고, 액체가 되고, 기체가 되는 겁니다.

 

똑같이 입자들이 모였는데 어떻게 저렇게 다른 모습이 되는 걸까요?

 

이 똑같은 입자들이 어떻게 모여있고 어떻게 행동하느냐에 따라서 고체, 액체, 기체가 되는 겁니다.

 

solid는 '고체' , liquid는 '액체' , gas는 '기체'입니다.

 

저 작은 동그란 것들이 '입자'입니다. 저 입자들이 어떻게 모여있느냐에 따라서 상태가 결정됩니다

 

저 그림처럼

 

입자들이 서로 붙어있으면 고체,  조금 떨어져 있으면 액체, 엄청 멀리 떨어져 있으면 액체

 

그렇다면 왜? 쟤네들은 붙어있고 떨어져 있는 걸까요?

 

모든 입자들은 스스로 움직입니다. 막 돌아다니죠

 

고체들이 사실 가만히 있는 것 같지만 사실 고체 입자들은 제자리에서 진동하고 있습니다.

 

(ㅇㅇ??)

 

너무 작아서 우리한테 보이지 않을 뿐이죠

 

액체 역시 입자들이 자유롭게 움직이고, 기체 역시 마찬가지죠

 

이렇게 입자가 자유롭게 스스로 움직인다는 것은 스스로 움직일 수 있는 '에너지'가 있다는 뜻이죠 

 

에너지가 많으면 엄청 돌아다니고 날아다닐 겁니다.

 

반대로 에너지가 적으면 많이 움직이지 못하고 고체입자들처럼 제자리에서 움직이는 것이죠

 

그러면 저 그림에서 보면 누가 제일 신나서 돌아다니죠?

 

기체입자들이 가장 신나 보이네요 

 

즉 에너지가 많다는 뜻입니다. 

 

그리고 그 에너지는 바로 '열에너지'입니다.

 

열을 많이 받으면 에너지가 많은 거고, 열이 없으면 에너지가 없는 겁니다.

 

그래서 저 그림에 hot(뜨거움) cool(차가움) 이 있는 것이죠

 

뜨겁다는 것은 열받았다는 거고, 그러면 열에너지가 많다는 뜻이고, 에너지가 많으니까 엄청 날아다니는 겁니다.

 

반대도 마찬가지로 차갑다는 것은 열이 없다는 것이고, 그러면 열에너지가 없다는 뜻, 에너지가 없으니까 많이 못 움직임.

 

입자들이 스스로 움직인다는 것을 믿기 어렵겠지만

 

우리는 이미 액체와 기체가 스스로 움직이는 것을 매일 경험하고 있습니다.

 

물에 아이스티나 커피가루를 넣으면 저어주지 않아도 어느 정도 섞이죠. 

 

액체입자들이 스스로 움직이고 있기 때문에 그런 겁니다.

 

그래서 뜨거운 물에 가루를 섞었을 때 훨씬 더 잘 섞입니다 이젠 왜 그런지 알 수 있어요.

 

뜨겁다는 것은 에너지가 많다는 것이라고 했죠? 그리고 에너지가 많으면 입자들이 더 활발하게 움직인다는 것이고 입자들이 엄청 활발하게 움직이고 있으니까 더 잘 섞이게 되는 것이죠

 

치킨집옆을 지나가면 치킨냄새가 납니다. 

 

이것도 이제 왜 그런지 알 수 있습니다. 치킨 기체 입자들이 스스로 움직이기 때문에 그 입자가 주변으로 막 퍼지면서 우리 코에 들어오게 되고 그러면 냄새를 맡게 되는 것입니다.

 

'물(액체)'을 한번 생각해 보세요.

 

차갑게 만들면 얼음(고체)이 되죠 그리고 열을 주면 녹아서 수증기(기체)가 됩니다.

(열을 준다는 것은 열에너지를 준다는 것)

 

똑같은 '물 입자'인데 다만 에너지가 많고 적냐에 따라서 모습이 달라진 겁니다.

 

물 입자에 개수도, 종류도 바뀐 게 아닙니다.

 

개수도 똑같고, 똑같은 물 입자입니다.

 

다만 이 입자들이 에너지가 많냐, 적냐에 따라서 더 많이 움직이고, 덜 움직이니까 모습이 바뀐 것뿐이죠.

 

그러면 제가 저번에 설명한 '질량'에 관점에서 보죠.

 

얼음을 녹여서 물이 되었습니다. 그리고 그 물을 끓여서 수증기로 증발시켰습니다.

 

이 얼음과 물과 수증기에 질량은 어떻게 변했을까요?

 

 

(질량 못 봤으면 https://blackhat2023.tistory.com/2)

 

 

생

 

 

각

 

 

해

 

 

보

 

 

기

 

 

당연히 질량은 똑같습니다. 

 

질량은 그 알갱이들에 개수라고 말했죠? 그 알갱이가 '입자'입니다.

 

입자에 개수는 변하지 않았어요. 그리고 입자의 종류도 바뀌지 않았죠.  그래서 질량에는 영향을 주지 않습니다.

 

정리하면,

 

세상에 물질들은 고체, 액체, 기체 세 가지 중 하나의 상태로 존재하는데, 

 

이것들은 모두 다 입자로 이루어져 있고, 입자에 에너지 따라서 상태가 결정된다.

 

열에너지가 많을수록 더 활발하게 운동한다