4학년 과학탐구 보고서

1. 탐구주제

물을 끓일 때 에너지를 가장 절약 할 수 있는 방법은 무엇일까?

2. 실험동기

우리는 집에서 요리를 할 때 주방에서 가스레인지를 많이 사용한다. 아주 옛날 불을 떼거나 석유를 사용하거나 연탄불을 사용해 음식을 했던 것과는 다르게 말이다. 어느 날 나는 너무 배가 고파 라면을 끓여 먹기로 했다. 부엌에서 냄비를 이리저리 들추어보다 적당한 냄비를 고르고 물을 붓고 가스레인지에 올려 불을 켰다. 빨리 라면을 먹고 싶은 생각에 불도 가장 세게 하고 앞에서 젓가락을 들고 지켜보고 있었는데 유난히도 물이 빨리 끓지 않는 것 같았다. 내가 지켜보고 있어서 더 느리게 느껴지는 걸까? 물이 끓는 걸 지켜보던 나는 어떤 조건에서 물이 가장 빨리 끓어 시간을 절약할 수 있을지 궁금해졌고 그로 인해 가스에너지 절약 방법도 알아 볼 수 있을 것 같아 이 과학탐구 실험을 하게 되었다.

3. 준비물

․ 온도계, 초시계, 물(3컵), 가스레인지, 냄비 여러 개, 카메라, 종이와 연필

4. 탐구를 통해 알고 싶은 점

․ 냄비의 크기에 따라 물이 끓는 시간에 차이가 있을까?

․ 가스레인지 불의 세기에 따라 물이 끓는 시간에 차이가 있을까?

․ 냄비 뚜껑을 덮었을 때에 더 빨리 끓을까?

5. 실험 방법 및 절차

- 같은 종류의 크기가 다른 냄비에 물을 넣고 시간마다 물의 온도를 잰다.

- 냄비에 물을 넣고 가스레인지 불을 1,2,3단으로 놓고 시간마다 온도를 잰다.

- 냄비에 물을 넣고 하나는 뚜껑을 덮고 하나는 그냥 해서 시간마다 온도를 잰다.

6. 탐구결과 예상

- 냄비의 크기가 작을 때 불에 닿는 냄비 바닥의 면적이 많으므로 빨리 끓을 것 같다.

- 불의 세기가 강할 때 빨리 끓을 것 같다.

- 뚜껑을 덮었을 때가 먼저 끓을 것 같다.

7. 실험과정

(1) 첫 번째 실험 : 냄비 크기 차이

1) 실험순서

① 같은 종류이면서 크기가 다른 냄비를 준비한다.

② 냄비에 일정 양의 물을 붓고 가스레인지에 올려 처음 물의 온도를 측정한다.

③ 가스레인지 불을 켜고 시간마다 물의 온도를 측정한다.

④ 물이 100℃가 되는 시간도 측정한다.

⑤ 다른 크기의 냄비도 같은 양의 물을 붓고 똑같이 실험한다.

2) 실험과정 (사진)

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3) 결과

※ 지름이 넓은 냄비의 물이 가장 빨리 끓었다.

※ 실험 시 주의사항

물이 끓으면서 뜨거운 수증기가 올라와 물의 온도를 재기위해 온도계를 잡고 있는 손이 매우 뜨거웠다. 손을 데지 않기 위해 장갑을 끼고 해야겠다.

(2) 두 번째 실험 : 불의 세기 차이

1) 실험순서

① 냄비에 일정양의 물을 붓고 가스레인지에 올려 물의 처음 온도를 측정한다.

② 가스레인지의 불을 1단으로 놓고 시간마다 물의 온도를 측정한다.

③ 똑같은 냄비로 불을 2단으로 켜고 시간마다 물의 온도를 측정한다.

④ 똑같은 냄비로 불을 3단으로 켜고 시간마다 물의 온도를 측정한다.

2) 실험과정 (사진)

3) 결과

※ 1단으로 놓고 물을 끓였을 때 온도가 매우 천천히 올라갔다.

15분이 되어도 96℃ 20분이 되어도 끓지 않았다.

※ 3단으로 물을 끓였을 때 가장 빨리 끓었다

※ 이 실험은 같은 냄비로 3번을 해야 하기 때문에 뜨거워진 냄비를 식히고 해야 했다. 찬물에 식혀서 했는데 첫 번째 실험의 결과보다 조금 더 빨리 끓은 것으로 보아 조금 영향은 있었던 것 같다.

(3) 세 번째 실험 : 뚜껑

1) 실험순서

① 냄비에 일정량의 물을 붓고 뚜껑을 덮지 않은 채로 물의 처음 온도 측정한다.

② 가스레인지의 불을 켜고 시간마다 물의 온도를 측정한다.

③ 같은 냄비에 같은 양의 물을 넣고 위와 같이 물의 온도를 측정한다.

2) 실험과정 (사진)

3) 결 과

※ 뚜껑을 덮었을 때가 더 빨리 끓었다.

※ 아쉬운 점

온도계를 넣고 뚜껑을 덮어야 했기 때문에 뚜껑을 완전히 덮을 수가 없었다.

8. 실험결과

위의 결과에서 보는 것처럼 냄비의 크기가 클수록 물이 빨리 끓었다. 내 생각으로 아주 큰 냄비에 물을 끓이면 냄비를 데울 만큼의 시간이 더 걸려 작은 냄비의 물이 빨리 끓을 것이라 예상했는데 결과는 큰 냄비의 물이 빨리 끓었다. 아마 얇은 양은냄비이고 크기가 아주 많이 크지 않아 가스레인지 불꽃 크기와 비슷하기 때문일 것 같다.

불의 세기에 관한 실험에서 1단의 불은 너무 약해 20분이 지난 후에도 물이 보글보글 끓지 않고 물의 온도도 100℃가 되지 않았다. 3단의 불이 매우 세기 때문에 물이 가장 빨리 끓었지만 냄비가 작은 경우 옆으로 불이 세어나가는걸 볼 수 있었다.

뚜껑을 덮은 것이 빨리 끓을 것이라고 예상은 했었지만 뚜껑을 덮고 안 덮는 것에 얼마나 차이가 있겠느냐 했는데 생각보다 큰 차이를 보였다.

※ 에너지를 아끼면서 가장 빨리 라면을 끓일 수 있는 최선의 조건

바닥이 넓은 큰 냄비에 가스레인지의 불은 2단으로 냄비의 뚜껑은 덮고 물이 끓을 때 자리를 비우지 않는 것-!!

9. 그 외 인터넷을 통해 알게 된 점

News 원료비 연동제에 의한 도시가스요금 조정

○한국가스공사는 2005년 7월 1일 00:00시를 기해 원료비 상승분 중 일부를 반영하여 도시가스 도매요금을 조정한다고 밝혔다.

○이번 요금상승은 동절기 위주로 공급되어 그동안 동절기 요금인하요인으로 작용해 왔던 도입단가가 낮은 말레이시아, 브루나이, 호주산 도입물량이 줄어들고 도입단가가 높은 인도네시아, 카타르, 오만산 도입물량이 늘어났기 때문이다

○금번 요금조정은 물가안정 등 가계에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 원료비 상승분의 일부인 13.08원/㎥만 인상하여, 도시가스요금 원료비는 현행 348.02원/㎥에서 361.10원/㎥으로 조정된다.

○이에 따라 2005년 7월1일 부터 적용될 도시가스 평균 도매요금은 N㎥당 407.37원/㎥에서 420.45원/㎥으로 3.2%, 평균 소비자요금(서울시 기준)은 450.46원/㎥에서 463.54원/㎥으로 2.9% 인상된다.

10. 탐구를 통해 알게 된 점

이번 실험을 통해 나는 같은 양의 물을 끓일 때 가장 빨리 끓일 수 있는 조건을 찾아냈다. 물론 더 비교해 봐야할 것도 많겠지만 내가 실험 해 본 것으로는 냄비의 크기가 클수록, 불의 세기가 적당할수록, 뚜껑을 덮을수록 물이 빨리 끓고 이것이 에너지를 가장 효율적으로 사용한다는 것을 알았다.

우리나라는 에너지 소비는 매년 크게 증가하고 있고 그 중에서 LNG의 소비량도 크게 증가하고 있고 그림에서 보는 것처럼 인도네시아, 말레이시아, 카타르, 브루나이, 호주, 오만 등에서 수입을 하고 있다.

가스뿐만 아니라 전기에너지도 마찬가지이고 요금도 계속 오르고 있다. 그렇다고 해서 우리가 가스나 전기 에너지를 아예 안 쓸 수는 없다. 우리가 할 수 있는 것은 최대한 에너지를 아끼고 효율적으로 이용하는 것이다.

11. 탐구를 마치며

여름방학을 즐겁게 보내고 있다가 탐구보고서를 어떻게 쓸까 생각하면 너무 고민이 많았다. 그런데 탐구보고서의 주제를 찾아보려고 생각을 많이 하다 보니 내가 하는 행동에서 쉽게 찾을 수 있어 참 다행이었다. 이번 탐구실험으로 나는 라면을 가장 빨리 끓일 수 있는 법과 가스 에너지를 절약하는 방법을 알아내서 너무 뿌듯하다. 우리의 작은 실천으로 소중한 에너지를 절약할 수 있고, 더 많은 사람들이 참여해 우리나라의 에너지를 절약했으면 좋겠다.

12. 더 알아보고 싶은 점

- 가스레인지 밸브를 다 열지 않고 70~80%만 연다면 어떻게 될까?

- 라면을 끓일 때 물에 스프를 먼저 넣으면 끓는점의 변화로 시간에 차이가 날까?

- 스테인리스, 양은, 돌 냄비 등의 다른 재질을 가진 냄비는 어떨까?

- 가스 뿐 아니라 주위에서 에너지를 절약할 수 있는 방법은 어떤 것이 있을까?

13. 참고 자료

/지식시장 http://www.naver.com

에너지관리공단 http://www.kemco.or.kr/

물 포털 사이트 http://www.water.or.kr

한국가스공사 http://www.kogas.or.kr/

에너지 절약 http://www.koreagas.or.kr/down/energy2001.hwp

에너지 관련 블로그 http://blog.naver.com/energy_inch/60007127510

사진안뜨네염 죄송