열이 이동하는 방법에는 전도,대류,복사 3가지가 있다. 이렇게 열의 이동에 관련된 현상들에 관한 예를 들어 보자.



촛불 불꽃의 옆쪽으로는 손을 가까이 할 수 있으나,불꽃의 바로 위로는 뜨거워서 손을 가까이 가져갈 수 없다. 그 이유는 무엇인가?

촛불 불꽃의 옆쪽으로는 손을 가까이 하더라도 불꽃과 손 사이에 있는 공기의 열전도도가 낮기 때문에 많이 뜨겁지 않다. 그러나 촛불에 의해 뜨거워진 공기는 대류에 의해서 위로 올라가기 때문에 불꽃 위로 손을 가까이 하면 화상을 입을 정도로 매우 위험하다.



추운 겨울 날, 벽난로의 앞에 앉아 있으면 따스함을 느낄 수 있다. 그러나 누군가 그 앞에 서게 되면 따스함은 거의 느낄 수 없고 오히려 썰렁한 느낌마저 들게 된다. 이때에는 3가지 열의 이동 방법 중에서 무엇을 방해받기 때문인가?

복사에 의한 열의 이동을 방해받기 때문이라 할 수 있다. 벽난로의 앞에 앉아 따스함을 느끼는 것은 난로의 복사열을 쬐고 있는 것이다. 복사에 의한 열의 이동이란 빛에 의한 에너지의 이동 현상이기 때문에,그것의 진행 경로에 장애물이 생기면 복사 에너지가 통과하지 못하게 된다.



아래 그림과 같은 두 개의 금속 물병이 있다. 둘 다 표면은 매끄러우나 하나는 검은색이고 다른 하나는 하얀색이다. 두 물병에 찬물을 넣고 온도계를 꽂은 뒤 따뜻한 난로 근처에 두었을 때,어느 물병의 온도가 더 빨리 올라갈까?



검은색은 주변의 복사 에너지를 잘 흡수한다. 그래서 검은색 물병이 난로로부터 나오는 복사 에너지를 더 잘 흡수하기 때문에 검은색 물병 속의 물의 온도가 더 빨리 올라간다.



위의 두 물병 속에 찬물이 아닌 끓는 물을 같은 양만큼 넣은 뒤,쌀쌀한 날씨의 야외에 두었다.

어느 물병 속의 물이 더 빨리 온도가 내려갈까?

검은색은 주변의 복사 에너지를 잘 흡수하기도 하지만,자신의 에너지를 잘 방출하기도 한다.

즉 자신이 주변보다 온도가 낮을 때는 같은 온도의 다른 물체에 비해 복사 에너지의 흡수율이 높은 반면,자신이 주변보다 온도가 더 높을 때에는 같은 온도의 다른 물체에 비해 복사 에너지 방출률이 더 높다. 그래서 검은 물병이 복사 에너지를 더 많이 방출하기 때문에 먼저 온도가 내려간다.



정호는 아빠와 목욕탕에 가서 한증탕 안을 들어가 보았다. 그리고 한증탕 내부의 온도계를 보니 100℃를 가리키고 있었는데,끓는 물에 손을 데어 본 적이 있는 정호는 그 온도계가 고장이 난 것이라고 생각했다. 왜냐하면 한증탕 내부는 살갗이 조금 따끔할 정도로 덥긴 하지만 몸을 델 정도는 아니었기 때문이다. 한증탕 내의 온도계에 대한 정호의 생각은 옳은 것일까?

한증탕 내부의 온도는 높다 하더라도 내부 공기의 열전도율이 낮기 때문에 몸을 데지는 않는다.