물질의 상태(고체·액체·기체)

우리 주변의 물질은 모두 같은 모습일까요?
책상, 물, 공기처럼 모양이 전혀 다른 물질을 쉽게 볼 수 있습니다.

그 이유는 바로 입자의 움직임 차이 때문입니다.

모든 물질은 아주 작은 입자(원자 또는 분자) 로 이루어져 있습니다.
이 입자들이 어떻게 움직이느냐에 따라 물질은 세 가지 상태로 나뉩니다.

👉 고체 / 액체 / 기체

가장 쉬운 예는 바로 물입니다.

• 얼음 → 고체
• 물 → 액체
• 수증기 → 기체

같은 물질이지만 입자의 움직임이 달라지면서 모습이 바뀌는 것입니다.

이미지 자료 1) 고체·액체·기체 한눈에 보기

 

출처: Wikimedia Commons – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solid_liquid_gas.svg

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1. 고체(Solid) : 모양과 부피가 모두 일정

고체는 입자들이 아주 촘촘하게 모여 있고 강하게 붙어 있습니다.

그래서 입자들이 거의 움직이지 못하고
제자리에서 조금씩만 진동합니다.

이 때문에

✔ 모양이 변하지 않고
✔ 부피도 변하지 않습니다.

예시

• 얼음
• 돌
• 책상
• 연필

손으로 만지면 단단하게 느껴지는 이유가 바로 이것입니다.

2. 액체(Liquid) : 부피는 일정, 모양은 변함

액체에서는 입자들이 고체보다 느슨하게 모여 있습니다.

입자들이 서로 붙어 있지만
서로 미끄러지듯 움직일 수 있습니다.

그래서

✔ 부피는 일정하지만
✔ 모양은 담긴 그릇에 따라 변합니다.

예시

• 물
• 우유
• 주스
• 기름

컵에 담으면 컵 모양이 되고
병에 담으면 병 모양이 됩니다.

 

3. 기체(Gas) : 모양도 부피도 일정하지 않음

기체는 입자들이 멀리 떨어져 있고 자유롭게 빠르게 움직입니다.

그래서

✔ 모양도 일정하지 않고
✔ 부피도 일정하지 않습니다.

기체는 공간이 있으면 계속 퍼지면서 공간을 채우게 됩니다.

예시

• 공기
• 산소
• 수증기
• 이산화탄소

풍선에 공기를 넣으면
풍선이 커지는 이유도 바로 이 때문입니다.

출처: Wikimedia Commons – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solids_liquids_and_gases_-_particle_model.jpg

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상태 변화는 왜 일어날까?

물질의 상태가 변하는 가장 큰 이유는 열(에너지) 때문입니다.

열을 받으면 입자들의 움직임이 활발해집니다.

그래서

고체 → 액체 → 기체

순서로 변화하기 쉽습니다.

예

• 얼음이 녹아 물이 됨 → 녹기
• 물이 수증기가 됨 → 증발

반대로 열이 줄어들면 입자 움직임이 느려집니다.

그래서

기체 → 액체 → 고체

순서로 변화합니다.

예

• 수증기가 물방울이 됨 → 응결
• 물이 얼음이 됨 → 얼기

이미지 자료 3) 상태 변화(Phase change) 다이어그램

출처: Wikimedia Commons – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phase_change_-_en.svg

(참고 이미지) 얼음→수증기 느낌을 한 번에

출처: Wikimedia Commons – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ice_Steam.gif

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오늘의 핵심 정리 (3줄 요약)

✔ 고체 : 모양 O / 부피 O

✔ 액체 : 모양 X(그릇 모양) / 부피 O

✔ 기체 : 모양 X / 부피 X (공간을 채우며 퍼짐)