뜨거운 차는 10분마다 같은 만큼 식을까?
처음 온도·실내 온도·남는 온도 차의 비율을 바꾸어, 같은 시간마다 같은 도수가 아니라 온도 차의 일부가 줄어드는 모형을 살핍니다.
그림에서 무엇을 볼까요?
90도 차가 실내 20도에 가까워지면서 처음에는 빠르고 나중에는 느리게 내려가는 곡선 그림
90℃ 차를 20℃ 방에 두면 처음 온도 차는 70℃다. 5분 뒤 그 차의 85%가 남는다고 두면 온도는 79.5℃다. 다시 5분이 지나면 59.5℃가 아니라, 남은 차 59.5℃의 85%가 실내 온도 위에 남는다.
뉴턴의 1701년 원문은 열의 정도를 비교하려는 관찰과 냉각 관계를 기록했다. 오늘날 단순 냉각 법칙은 물체와 주변의 온도 차에 비례해 변화율을 설명하지만, 여기서는 독자가 직접 계산할 수 있게 5분 단위 반복식으로 바꾸었다.
함께 확인할 점
교육용 이산 냉각 모형 · 5분마다 남는 온도 차의 일정 비율을 적용해 T=실내+(처음−실내)×비율^(시간÷5)로 계산합니다. 컵·뚜껑·공기 흐름이 일정하다고 가정합니다.
생각해 볼 질문
집에서 음료 하나를 5분 간격으로 세 번 재고, 감소한 도수와 남은 온도 차를 함께 비교해 보세요.
