종이컵에 물을 담고 태우면 왜 종이컵이 안타나요?
종어컵에 물을 담고나서 아래쪽에서 불을 가져다대면 종이컵은 타지않고 물만 따뜻해지던데 왜이러한 현상이 일어나는지 알수있을까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
종이컵에 물을 담고 아래쪽에서 불을 가져다 댈 경우, 종이컵은 당연히 불타야 할 것 같지만, 실제로는 종이컵이 타지 않고 물만 따뜻해지는 현상이 일어나는 이유는, 불과 물의 열전달 방식이 다르기 때문입니다.
불은 직접적으로 열을 전달하는 방식인 복사열 전달 방식을 사용합니다. 반면, 물은 직접적으로 열을 전달하는 것보다는, 물 분자들 사이에서 전달되는 열전달 방식을 사용합니다. 이러한 열전달 방식을 대부분의 액체나 기체에서 사용하는 대표적인 방식인 대류열 전달이라고 합니다.
종이컵이 불에 타지 않고 물만 따뜻해지는 현상은 물과 종이컵이 열전도와 열용량의 차이로 인해 발생합니다.
먼저, 열전도란 물질 내부에서 열이 전달되는 속도를 나타냅니다. 금속은 열전도율이 높기 때문에 불에 닿으면 빠르게 열이 전달되어 뜨거워집니다. 반면에 종이컵은 금속에 비해 열전도율이 낮기 때문에 열이 느리게 전달됩니다. 이로 인해 종이컵이 불에 타지 않고 남아있는 것입니다.
또한, 열용량은 물질이 열을 흡수하는 능력을 나타냅니다. 물은 열용량이 높기 때문에 불의 열을 흡수하여 물이 뜨거워지게 됩니다. 그러나 종이컵은 열용량이 낮기 때문에 불의 열을 흡수하지 못하고 뜨거워지지 않습니다.
따라서, 종이컵이 불에 타지 않고 물만 따뜻해지는 현상은 열전도와 열용량의 차이 때문에 발생하는 것입니다. 하지만, 불을 오래 가져다대면 종이컵이 타거나 녹을 수 있으니 주의해야 합니다.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.
종이가 타기 위해서는 어느 일정온도에 도달해야 합니다
물이 들어 있을 때 종이가 타지 않는다는 것은 결국 종이가 타는 온도에 도달하지 않았기 때문입니다
물의 어떤 성질이 종이가 발화점에 도달하지 못하도록 하였을까요? 모든 물질은 가열하면 온도가 올라갑니다.
어떤 물질은 적은 열로 온도를 높일 수 있고 어떤 물질은 많은 열을 가해야 온도가 올라갈 수 있습니다.이와같은 열에 대한 물질의 성질을 물질의 열용량 이라고 합니다.종이는 열용량이 매우 작은 데 비해 물은 매우 큰 열용량을 갖습니다.
즉 1도 올리는 데 물은 많은 열을 필요로 합니다. 종이에 가해진 열은 물로 전달됩니다.물은 열용량이 매우 크기 때문에 종이에 가해진 열의 대부분을 흡수할 수 있습니다.
가해진 열은 대부분 물의 온도를 높이는 데 사용됩니다.
결국 종이는 물이 컵에 존재하는 한 타지 않게 됩니다 .
안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
종이컵에 물이 담겨잇으면 물이 불을 끄는 역할을 합니다
그래서 물을 담고잇는 종이컵은 타지
않습니다
안녕하세요. 정준민 과학전문가입니다.
종이컵이 불에 타지 않고 물만 따뜻해지는 현상은 물리학적인 원리에 기반합니다. 종이컵은 열전도율이 매우 낮기 때문에 불꽃에서 나오는 열이 컵을 통과하여 물을 뜨거워지게 만드는 것이 아니라, 종이컵과 불사이에 공기가 존재하게 되고 공기는 열전도성이 매우 낮기 때문에 열이 전달되지 않아서 컵이 타지 않습니다.
따라서 종이컵 아래쪽에서 불을 가져다 댈 때, 공기가 존재하지 않도록 불꽃과 컵 사이의 간격을 최대한 좁히면, 불꽃에서 나오는 열이 종이컵으로 직접 전달되므로 컵이 타게 됩니다. 이러한 현상은 주의해서 다루어야 하며, 안전을 위해서 종이컵을 사용하지 않는 것이 좋습니다.
안녕하세요. 박형진 과학전문가입니다.
종이컵이 발화되는 온도가 물이 끓는 점보다 낮아서 그렇습니다.
발화점에 다다르기 전에 물의 온도가 잡아줘서 그렇습니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
종이컵의 발화점은 400도가 넘습니다 그런데 종이컵 내부에 물이 존재할경우 물이 종이컵이 400도이상 올라가는 것을 막아 불이 붙지 않는겁니다 만일 종이컵안의 물이 모두 증발할경우 종이 컵에 불이 붙을겁니다
안녕하세요.
이러한 현상은 물의 열전달 방식에 기인합니다. 종이컵은 열에 민감한 물질인 종이로 만들어져 있습니다. 그러나 물은 열전달이 더 느리기 때문에 불로 가열하더라도 종이컵이 불에 타지 않고 물만 따뜻해지는 것입니다.
일반적으로 열전달은 세 가지 방식으로 일어납니다. 첫째, 열전도로 열이 전달됩니다. 둘째, 이중에 열복사가 있습니다. 마지막으로, 열전달은 전류로 흐르는 물질에 의해 이루어지는 대류로 발생합니다.
물은 높은 열용량을 가지고 있기 때문에, 열이 물에 전달될 때 그 열이 일시적으로 흡수되고 물 분자들이 움직이는데 필요한 운동에너지로 사용됩니다. 이 운동 에너지는 물 분자들 사이의 결합력을 유지하는 데에도 사용됩니다. 따라서 물은 열을 흡수하고 전달하는 과정에서 많은 에너지를 흡수하여 빠르게 온도를 올리는 것이 어렵습니다.
반면에, 종이컵은 열전도율이 높기 때문에 열이 매우 빠르게 전달됩니다. 그러나 물이 열을 흡수하는 데 필요한 시간이 길기 때문에, 물은 비교적 빠르게 뜨거워질 수 있지만, 종이컵은 열을 매우 빠르게 전달하기 때문에 불에 타지 않고 남아있는 것입니다. 이러한 이유로 물과 종이컵이 열전달 방식이 서로 다르기 때문에 이러한 현상이 일어나게 되는 것입니다.
안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.
어떤 물질이 탈려면(연소할려면) 3가지 필수요건이 있어야 되고..단계를 거쳐야 합니다.
3가지 요건은..태울 물질이 있어야 하고, 발화점 이상의 온도가 되어야 하고, 일정량의 산소가 있어야 합니다.
이 세가지중 하나라도 부족하거나 없으면 이내 꺼지게되는 소화가 됩니다.
종이컵에 물을 넣고 밑에서 불을 붙이면..종이가 타기 위한 발화점이 되기전에 모든 열이 물을 데우는데 사용되기 때문에 종이컵 안에 있는 물이 사라지기 전에는 종이컵이 타지 않습니다.
이는 종이컵을 가열하더라도 물에 의해 열이 흡수되어 끓게되는데..약 100'C이상 온도가 올라가지 않기 때문에 종이가 먼저 타지는 않고
종이컵으로 라면을 끓일 수 있는 것입니다. ㅎㅎ
시도 한번 해 보시죠..^^
