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나는 스틸로. 지구라는 별의 키스트에서 연구원으로 착실하게 지낸지도 벌써 일 년이 다 되었지. 처음에는 대장님의 지시 때문에 어쩔수 없이 키스트의 연구 센터를 돌며 기술을 빼돌리려 했지만 몇 번이나 나를 도와 주신 친절한 분들을 배신할 수 없었어. 그래서 키스트의 명예 연구원으로 활동해 왔지.
드디어 기다리던 여름 방학! 잠시 동안 고향으로 돌아갈 수 있게 되었어. 그 동안 내가 배운 생체 재료 기술로 개발한 인공 심장을 들고 우주선에 올랐지. 부웅~~! 키스트 연구원들의 배웅을 받으며 공중으로 날아오르려는데 무언가 내 상자에 붙어 있는 거야. 이게 뭐지? 뭔가 심상치 않은걸? 이 때 RS-8호에게 연락이 왔지. 인공 심장이 든 상자에 열감지센서를 부착해 두어 상자의 온도가 올라가면 자동으로 폭발하게 해 놓았다는 거야. 내가 하는 일이라면 사사건건 방해를 하는 나쁜 녀석. 하지만 걱정할 것 없어. 나에게는 과학해결사 친구들이 있으니까.
“도와 줘, 과학해결사! 온도가 올라가지 않는 아이스박스를 만들어 줘!”
● 실험 과제
인공 심장을 안전하게 운반할 수 있는 아이스박스를 만들어라.
● 실험 방법
1. 이번 실험은 덕암초등학교 과학반 친구들이 여섯 개 모둠을 만들어 도전했어
2. 온도를 낮게 유지할 수 있는 다양한 재료를 이용하여 아이스박스 만들기 시작!
3. 완성된 아이스박스 안에 무게를 잰얼음을 넣는다.
4. 뚜껑을 닫고 밀봉한 아이스박스를 햇빛이 잘 비치는 곳에 30분 간 둔다.
5. 상자를 열고 녹은 얼음의 무게를 쟀을 때 가장 덜 녹은 팀이 우승~!
TIP 열의 이동-전도, 대류, 복사
열은 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는데 그 방법에는 전도, 대류, 복사가 있다. 전도는 두 물체가 접촉하고 있을 때 온도가 높은 물체의 에너지가 낮은 물체로 이동하는 현상을 말한다. 액체나 기체 상태의 분자들이 열을 받으면 운동이 활발해져서 위로 올라가게 되고 상대적으로 온도가 낮은 분자들은 아래로 내려온다. 이처럼 밀도 차에 의해 생기는 열의 이동을 대 대류 라고 한다. 복 복사 는 중간에 열을 전달해 주는 물질 없이 열이 빛의 형태로 이동하는 것이다.
철통같은 삼중 방어로 얼음을 사수하라! 90.7g 중에 6g의 얼음이 녹았어. 이는 대략 6.6%에 해당하지. 초강력 아이스박스를 만든 주인공을 소개할게.
아이디어 최우수상
‘겹겹이 방어한다!’
두꺼운종이와포일, 페트병을이용했어. 종이가 나무에서 만들어지므로 열을 잘 전도하지 않는 성질이 있다는 것에 착안해 두껍게 붙였지. 페트병은 뚜껑을만들기 위한 것인데 우유팩과 두꺼운 종이, 페트병까지 삼중구조로 만들어서 열을 확실하게 차단할 수 있을 거라고 예상했어. 사실 보온병의 원리도 이와 비슷하지.이중구조로 만들어진 틈을 진공상태로 유지함으로써 대류에 의한 열의 손실을 막을 수 있는것이야.
총 30.7g 가운데 얼음이 2.2g밖에 녹지 않았어! 이는 7.2%밖에 안되는 양이야. 거울과 포일을 이용한 빛나는 아이디어를 보여주지.
아이디어 우수상
‘햇빛을 반사시켜 온도를 유지한다!’
고무찰흙과 솜 그리고 우유팩을 이용했어. 솜을 이용한 것은 솜이 이불의 재료이므로 일정 온도를 유지시켜 줄 수 있다고 예상했기 때문이지. 사실 솜은 열전도율이 낮은 공기를 많이 포함하고 있기 때문에 온도를 낮게 유지시키는 데 효과적으로 작용한다구. 우유팩의바깥부분에는 고무찰흙을 붙여서 공간을 최대한 밀폐하도록 했고, 햇빛을 반사시키기 위한 은박지와 거울을 이용하여 최종 완성했어.
스티로폼을 이용한 튼튼한 아이스박스! 비밀은 바로 톱밥이야. 61.6g의 얼음 중에 4.6g밖에 녹지 않았어. 이는 7.5%에 해당하는 양이지.
아이디어 장려상
‘한치의틈도주지않겠다!’
스티로폼과 톱밥을 이용하여 아이스박스를 만들었어. 톱밥의 주원료는 나무. 나무는 열전도율이 낮기 때문에 큰 효과를 볼 수 있을 것이라고 예상했지. 실제로 금속은 열전도율이 커서 한 쪽을 가열하면 금세 뜨거워지지만 나무는 조직 사이사이에 공기가 많이 포함되어 있기 때문에 열의 전달이 늦어. 겨울에 나무로 지은 집이 따뜻한 것도 바로 나무가 외부의 차가운 공기를 잘 차단해 주기 때문이야.
TIP ‘ 석빙고 ’들여다보기
지금과 같은 냉장시설이 없던 과거에는 어떻게 얼음을 만들어 먹었을까? 우리 조상들이 냉장고로 사용하던 석빙고를 보면 그 과학적 원리에 놀라지 않을 수 없다. 석빙고는 한겨울의 얼음을 보관했다가 여름에 사용하는 얼음 저장고다.조선 숙종 때의 기록에 의하면 경주에 있는 석빙고의 경우 겨울에 얼려 둔 얼음을 추석까지 사용했다고 한다. 석빙고에서 가장 신비롭게 여겨지고 있는 것은 냉각 기술로 보통 땅 속의 돌은 겨울철에는 10~15℃를 유지하는데, 석빙고의 돌 벽은 0~5℃까지 내려간다. 여름철에는 더운 공기가 위로 올라가고 찬 공기는 아래로 내려가는 대류현상을 활용했고 흙과 돌의 열전달의 차이를 이용해 단열 효과를 높였다.
원리이해
정성윤 선생님이 들려 주는 아이스박스의 원리
아이스박스는 내부의 온도를 일정하게 유지시켜서 얼음이나 음식물을 오랫동안 보관하는 것이 주된 목적입니다. 열은 항상 고온에서 저온으로 이동하는데 특히 고체 상태일 때는 분자 사이의 거리가 짧아 열이 가장 빨리 전달됩니다. 반면에 기체나 액체는 분자 간의 거리가 멀기 때문에 열의 전달이 늦을 수밖에 없어요. 고체 상태일 때 열은 전도에 의해 이동하고 기체나 액체 상태일 때는 대류에 의해 전달됩니다. 아이스박스의 뚜껑이 위쪽에 있는 이유도 대류현상을 이용해서 최대한 아이스박스 내부의 차가운 공기를 보관하기 위한 방법입니다. 아이스박스가 제 역할을 다 하려면 주변공기와 아이스박스 안의 공기가 서로 만나지 못하도록 해야 하고, 아이스박스 안의 낮은 온도를 유지해 주어야 합니다. 따라서 여러 가지 물질 중에서 열을 잘 전달하지 못하는 물질을 선택하여 아이스박스를 만들고 공기의 대류현상을 막기 위하여 바깥 공기와 내부 공기를 차단하는 것이 중요합니다.
각각의 재료의 특징이 있었으나 가장 중요한 것은 외부의 공기와 내부의 공기를 차단시켜 아이스박스 내의 온도가 유지될 수 있도록 만들어야 한다는 점이었어. 과학해결사들의 멋진 아이스박스 만들기 아이디어 덕분에 나는 안전하게 인공 심장을 운반할 수있었지. 대장님의 칭찬도 듣고말이야. 바보같은RS-8호녀석의당황하는 모습이란…. 친구들의 도움으로 성공한 임무인 만큼 더 열심히 연구해서 꼭 사람들에게 도움이 되는 생체 재료 기술을 개발할게. 약속해!
우리 학교는 과학동산
과학교육우수학교로 지정된 덕암초등학교
서울덕암초등학교(교장 백형윤)는 서울시 노원구 불암산을 배경으로 현대식 시설을 갖추고 2003년 4월 29일 개교한 신설학교입니다. 2003년 서울특별시 북부교육청 과학교육우수학교로 지정되고 흡연예방 우수학교 표창을 수상하기도 했습니다. 2004~2005년에는 서울특별시교육청 지정 영어교육선도학교와 북부초등과학중심학교로 지정되어 활기차고 내실 있는 교육과정 운영과 교육방법 혁신을 통한 21세기의 건강하고 창의적인 인재양성을 위한 배움의 요람으로 자리 매김하고 있답니다.
주요 교육활동으로는 다양한 인증제를 통한 자기 주도적 학습력 신장, 실험위주의 과학교육 및 정보화 교육의 내실화, 특기적성교육의 활성화를 통한 학생소질의 개발, 독서교육활동을 통한 폭넓은 지식의 함양, 숲 체험교실 운영과 환경 지키기 실천을 통한 환경교육의 활성화 등이 있습니다. 특히 북부과학중심학교로 지정되어 2인 1조의 개별화 교육을 위한 현대화된 실험실을 만들고 어린이들이 실험을 하고 싶은 환경을 조성하였습니다. 또한 다양한 과학 행사 및 과학 교육을 꾸준히 펼쳐 북부교육청 주최 청소년과학경진대회에서 물로켓제작발사 부문 및 전자과학조립 부문에서 금상을 차지하는 우수한 성적을 올렸습니다.
드디어 기다리던 여름 방학! 잠시 동안 고향으로 돌아갈 수 있게 되었어. 그 동안 내가 배운 생체 재료 기술로 개발한 인공 심장을 들고 우주선에 올랐지. 부웅~~! 키스트 연구원들의 배웅을 받으며 공중으로 날아오르려는데 무언가 내 상자에 붙어 있는 거야. 이게 뭐지? 뭔가 심상치 않은걸? 이 때 RS-8호에게 연락이 왔지. 인공 심장이 든 상자에 열감지센서를 부착해 두어 상자의 온도가 올라가면 자동으로 폭발하게 해 놓았다는 거야. 내가 하는 일이라면 사사건건 방해를 하는 나쁜 녀석. 하지만 걱정할 것 없어. 나에게는 과학해결사 친구들이 있으니까.
“도와 줘, 과학해결사! 온도가 올라가지 않는 아이스박스를 만들어 줘!”
● 실험 과제
인공 심장을 안전하게 운반할 수 있는 아이스박스를 만들어라.
● 실험 방법
1. 이번 실험은 덕암초등학교 과학반 친구들이 여섯 개 모둠을 만들어 도전했어
2. 온도를 낮게 유지할 수 있는 다양한 재료를 이용하여 아이스박스 만들기 시작!
3. 완성된 아이스박스 안에 무게를 잰얼음을 넣는다.
4. 뚜껑을 닫고 밀봉한 아이스박스를 햇빛이 잘 비치는 곳에 30분 간 둔다.
5. 상자를 열고 녹은 얼음의 무게를 쟀을 때 가장 덜 녹은 팀이 우승~!
TIP 열의 이동-전도, 대류, 복사
열은 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는데 그 방법에는 전도, 대류, 복사가 있다. 전도는 두 물체가 접촉하고 있을 때 온도가 높은 물체의 에너지가 낮은 물체로 이동하는 현상을 말한다. 액체나 기체 상태의 분자들이 열을 받으면 운동이 활발해져서 위로 올라가게 되고 상대적으로 온도가 낮은 분자들은 아래로 내려온다. 이처럼 밀도 차에 의해 생기는 열의 이동을 대 대류 라고 한다. 복 복사 는 중간에 열을 전달해 주는 물질 없이 열이 빛의 형태로 이동하는 것이다.
철통같은 삼중 방어로 얼음을 사수하라! 90.7g 중에 6g의 얼음이 녹았어. 이는 대략 6.6%에 해당하지. 초강력 아이스박스를 만든 주인공을 소개할게.
아이디어 최우수상
‘겹겹이 방어한다!’
두꺼운종이와포일, 페트병을이용했어. 종이가 나무에서 만들어지므로 열을 잘 전도하지 않는 성질이 있다는 것에 착안해 두껍게 붙였지. 페트병은 뚜껑을만들기 위한 것인데 우유팩과 두꺼운 종이, 페트병까지 삼중구조로 만들어서 열을 확실하게 차단할 수 있을 거라고 예상했어. 사실 보온병의 원리도 이와 비슷하지.이중구조로 만들어진 틈을 진공상태로 유지함으로써 대류에 의한 열의 손실을 막을 수 있는것이야.
아이디어 우수상
‘햇빛을 반사시켜 온도를 유지한다!’
고무찰흙과 솜 그리고 우유팩을 이용했어. 솜을 이용한 것은 솜이 이불의 재료이므로 일정 온도를 유지시켜 줄 수 있다고 예상했기 때문이지. 사실 솜은 열전도율이 낮은 공기를 많이 포함하고 있기 때문에 온도를 낮게 유지시키는 데 효과적으로 작용한다구. 우유팩의바깥부분에는 고무찰흙을 붙여서 공간을 최대한 밀폐하도록 했고, 햇빛을 반사시키기 위한 은박지와 거울을 이용하여 최종 완성했어.
아이디어 장려상
‘한치의틈도주지않겠다!’
스티로폼과 톱밥을 이용하여 아이스박스를 만들었어. 톱밥의 주원료는 나무. 나무는 열전도율이 낮기 때문에 큰 효과를 볼 수 있을 것이라고 예상했지. 실제로 금속은 열전도율이 커서 한 쪽을 가열하면 금세 뜨거워지지만 나무는 조직 사이사이에 공기가 많이 포함되어 있기 때문에 열의 전달이 늦어. 겨울에 나무로 지은 집이 따뜻한 것도 바로 나무가 외부의 차가운 공기를 잘 차단해 주기 때문이야.
TIP ‘ 석빙고 ’들여다보기
지금과 같은 냉장시설이 없던 과거에는 어떻게 얼음을 만들어 먹었을까? 우리 조상들이 냉장고로 사용하던 석빙고를 보면 그 과학적 원리에 놀라지 않을 수 없다. 석빙고는 한겨울의 얼음을 보관했다가 여름에 사용하는 얼음 저장고다.조선 숙종 때의 기록에 의하면 경주에 있는 석빙고의 경우 겨울에 얼려 둔 얼음을 추석까지 사용했다고 한다. 석빙고에서 가장 신비롭게 여겨지고 있는 것은 냉각 기술로 보통 땅 속의 돌은 겨울철에는 10~15℃를 유지하는데, 석빙고의 돌 벽은 0~5℃까지 내려간다. 여름철에는 더운 공기가 위로 올라가고 찬 공기는 아래로 내려가는 대류현상을 활용했고 흙과 돌의 열전달의 차이를 이용해 단열 효과를 높였다.
원리이해
정성윤 선생님이 들려 주는 아이스박스의 원리
아이스박스는 내부의 온도를 일정하게 유지시켜서 얼음이나 음식물을 오랫동안 보관하는 것이 주된 목적입니다. 열은 항상 고온에서 저온으로 이동하는데 특히 고체 상태일 때는 분자 사이의 거리가 짧아 열이 가장 빨리 전달됩니다. 반면에 기체나 액체는 분자 간의 거리가 멀기 때문에 열의 전달이 늦을 수밖에 없어요. 고체 상태일 때 열은 전도에 의해 이동하고 기체나 액체 상태일 때는 대류에 의해 전달됩니다. 아이스박스의 뚜껑이 위쪽에 있는 이유도 대류현상을 이용해서 최대한 아이스박스 내부의 차가운 공기를 보관하기 위한 방법입니다. 아이스박스가 제 역할을 다 하려면 주변공기와 아이스박스 안의 공기가 서로 만나지 못하도록 해야 하고, 아이스박스 안의 낮은 온도를 유지해 주어야 합니다. 따라서 여러 가지 물질 중에서 열을 잘 전달하지 못하는 물질을 선택하여 아이스박스를 만들고 공기의 대류현상을 막기 위하여 바깥 공기와 내부 공기를 차단하는 것이 중요합니다.
각각의 재료의 특징이 있었으나 가장 중요한 것은 외부의 공기와 내부의 공기를 차단시켜 아이스박스 내의 온도가 유지될 수 있도록 만들어야 한다는 점이었어. 과학해결사들의 멋진 아이스박스 만들기 아이디어 덕분에 나는 안전하게 인공 심장을 운반할 수있었지. 대장님의 칭찬도 듣고말이야. 바보같은RS-8호녀석의당황하는 모습이란…. 친구들의 도움으로 성공한 임무인 만큼 더 열심히 연구해서 꼭 사람들에게 도움이 되는 생체 재료 기술을 개발할게. 약속해!
우리 학교는 과학동산
과학교육우수학교로 지정된 덕암초등학교
서울덕암초등학교(교장 백형윤)는 서울시 노원구 불암산을 배경으로 현대식 시설을 갖추고 2003년 4월 29일 개교한 신설학교입니다. 2003년 서울특별시 북부교육청 과학교육우수학교로 지정되고 흡연예방 우수학교 표창을 수상하기도 했습니다. 2004~2005년에는 서울특별시교육청 지정 영어교육선도학교와 북부초등과학중심학교로 지정되어 활기차고 내실 있는 교육과정 운영과 교육방법 혁신을 통한 21세기의 건강하고 창의적인 인재양성을 위한 배움의 요람으로 자리 매김하고 있답니다.
주요 교육활동으로는 다양한 인증제를 통한 자기 주도적 학습력 신장, 실험위주의 과학교육 및 정보화 교육의 내실화, 특기적성교육의 활성화를 통한 학생소질의 개발, 독서교육활동을 통한 폭넓은 지식의 함양, 숲 체험교실 운영과 환경 지키기 실천을 통한 환경교육의 활성화 등이 있습니다. 특히 북부과학중심학교로 지정되어 2인 1조의 개별화 교육을 위한 현대화된 실험실을 만들고 어린이들이 실험을 하고 싶은 환경을 조성하였습니다. 또한 다양한 과학 행사 및 과학 교육을 꾸준히 펼쳐 북부교육청 주최 청소년과학경진대회에서 물로켓제작발사 부문 및 전자과학조립 부문에서 금상을 차지하는 우수한 성적을 올렸습니다.
