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[비주얼 과학교과서] 파부르야, 힘내!

관련단원 : 4-2 물의 상태 변화


물은 고체 상태의 얼음, 액체 상태인 물, 기체 상태인 수증기 이렇게 세 가지 상태로 존재해요. 얼음은 물 분자들이 매우 강한 힘으로 연결되어 규칙적인 모양을 하고 있기 때문에 단단하고 일정한 모양을 하고 있어요. 반면 물은 분자 사이에 작용하는 힘이 약하기 때문에 모양이 일정하지 않지요.

한편 수증기일 때는 분자 사이의 힘이 매우 약해요. 또 분자가 많은 에너지를 가지고 활발하게 운동하기 때문에 분자 사이에 빈 공간이 많답니다.

얼음에 열을 가하면 에너지를 받으면서 녹아 액체인 물로 변하고, 물에 열을 가하면 에너지를 받아 기체인 수증기로 변해요. 이처럼 고체, 액체, 기체가 각각 에너지를 주고 받으며 다른 상태로 변하는 걸 ‘상태 변화’라고 해요. 이런 상태 변화는 특정한 온도일 때 일어나요. 예를 들어 물은 0℃에서 얼어서 얼음이 되고, 100℃에서 끓어서 수증기가 되기 시작한답니다.

얼음에 열을 가하면 온도가 올라가다가 0℃에서 머물러요. 그 이유는 상태가 변하는 일에 에너지가 사용되기 때문이에요. 100℃에서도 마찬가지예요. 액체가 기체로 변하면서 에너지를 사용해서 온도가 
유지되다가 상태가 모두 변한 뒤에 다시 온도가 높아진답니다.

지구는 물의 행성이에요. 지구 표면의 70%를 물이 덮고 있거든요. 물이 있는 덕분에 많은 생명체들이 살 수 있어요. 그런데 지구의 물을 모두 모으면 얼마나 될까요?

미국지질조사국(USGS)이 지구의 물을 모두 모아 그림으로 표현했어요. 그런데 거대한 지구에는 겨우 한 방울로 보이는 물이 있었답니다. 게다가 물의 대부분인 97.5%는 마실 수 없는 소금기가 있는 물이었고, 빙하처럼 얼어 있는 물이 1.76%, 지하수가 0.76%를 차지했지요. 사람이 마시거나 바로 이용할 수 있는호수와 하천에 흐르는 물은 고작 0.0067%였어요. 이렇게 우리가 사용할 수 있는 물의 양은 아주 적답니다. 실제로 아프리카의 많은 나라들은 물 부족으로 고통을 겪고 있지요.

국제인구행동연구소(PAI)는 1인당 이용 가능한 물의 양이 1700m³ 이상이면 물 풍요국, 1000~1700m³은 물 스트레스국, 1000m³ 미만일 때는 물 기근국으로 분류하고 있어요. 우리나라는 1인당 사용할 수 있는 물의 양이 1553㎥로 물 스트레스국이에요. 이는 세계 153개 국가 중 129위로 매우 낮은 순위랍니다. 즉, 우리나라도 물이 풍부한 나라가 아니기 때문에 물을 절약하는 것이 아주 중요하지요.

우리는 하루에 얼마만큼 물을 사용할까요?

사실 우리가 먹는 음식과 사용하는 물건에도 물이 숨어 있어요. 음식과 물건을 만들 때는 물론 사용하고 폐기할 때도 많은 물이 사용되거든요. 하지만 음식과 물건을 만드는 데 얼마나 많은 물이 사용되는지 알기가 어려워요.

2002년 네덜란드 트벤테대학교의 아르옌 훅스트라 교수는 음식과 물건에 얼마나 많은 물이 사용되는지 알기 쉽게 ‘물발자국’을 만들었어요. 물발자국을 보면 우리가 얼마나 많은 물을 사용하고 있는지 알 수 있지요.

지구의 인구는 점점 늘어나고 있고, 더 많은 물을 사용하고 있어요. 이 때문에 물 소비와 오염 속도가 점점 빨라지고 있지요. 지구의 미래는 물에 달렸다는 말까지 나올 정도랍니다. 오늘부터라도 물 절약에 대해 조금만 더 신경 써 보면 어떨까요?
 

 

# 파부르는 시원이와 오로라가 끓여 준 코코아를 마시자 가슴이 따뜻해지는 걸 느낄 수 있었어요. 코코아가 따뜻해서이기도 하지만 친구들의 따뜻한 마음을 느낄 수 있었기 때문이랍니다.

“친구들아, 정말 고마워! 다음 대결에서는 꼭 힘내서 멋진 모습보여 줄게!”

오로라는 파부르의 어깨를 토닥였어요. 시원이는 엄지를 척! 들었답니다.

“그런데 다음 대결 주제는 뭘까?”

친구들이 이야기를 나누고 있을 때 누군가 갑자기 문을 벌컥 열면서 외쳤어요.

“다음 대결 주제는 이거다!”

 

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2017년 02호 어린이과학동아 정보

  • 현수랑 기자
  • 일러스트

    이창섭

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