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문제 정의
- 그러나 아직까지 승화 현상과 관련하여 이를 가르치는 과학 교사들의 인식을 알아본 연구는 이루어지지 않았다. 따라서 이 연구에서는 설문지 및 면담을 이용해 겨울철에 언 빨래가 마르는 현상을 승화 현상으로 인식하는지, 그리고 승화곡선으로 어떻게 설명할 수 있는지에 대한 교사들과 교사 교육을 담당 하는 몇몇 화학 전공 교수들의 인식들을 살펴보고, 승화 현상을 인식하는 데에 있어서 어떠한 문제점이 존재하는지에 대해 심층적으로 살펴보고자 한다. 또한 이들의 사고를 바탕으로 승화곡선을 일상생활에서 일어나는 현상과 연관시켜 설명할 때 강조하여 가르쳐 야 할 점을 찾아보고자 하였다.
- 따라서 이 연구에서는 설문지 및 면담을 이용해 겨울철에 언 빨래가 마르는 현상을 승화 현상으로 인식하는지, 그리고 승화곡선으로 어떻게 설명할 수 있는지에 대한 교사들과 교사 교육을 담당 하는 몇몇 화학 전공 교수들의 인식들을 살펴보고, 승화 현상을 인식하는 데에 있어서 어떠한 문제점이 존재하는지에 대해 심층적으로 살펴보고자 한다. 또한 이들의 사고를 바탕으로 승화곡선을 일상생활에서 일어나는 현상과 연관시켜 설명할 때 강조하여 가르쳐 야 할 점을 찾아보고자 하였다.
- 이 연구에서는 언 빨래가 마르는 현상을 승화라고 생각하는지, 그리고 이를 상평형 그림에 표현할 수있는지에 대한 교사들과 대학교 전공 교수들의 인식을 조사하여 보았다. 그 결과, 많은 교사들이 이 현상을 이해하는데 어려움을 느끼고 있으며, 학생들이 자주 이에 대해 질문하지만 명확히 설명해 주지 못하였음을 확인할 수 있었다.
가설 설정
- 물의 상평형 그림은 닫힌계 에서 초기에 진공 상태로 다른 기체를 배제하고 액체인 물과 기체인 수증기, 혹은 고체인 얼음 사이의 동적 평형에 도달하였을 때의 온도와 압력을 나타낸 것이다. 따라서 닫힌 계에서 측정된 이 상황을 열린계의 상황으로 전이할때, 국소적으로 액체의 표면은 닫힌계의 상황, 즉 수증기만으로 나타내는 압력을 가정한다. 액체인 물과 기체인 수증기의 동적 평형에 도달하여 끓음이 일어날 때, 액체의 표면 뿐 아니라, 액체의 내부에서도 분자 사이의 인력을 끊고 기포가 형성되는 현상이 관찰되기 때문에 계 전체에서 격렬하게 일어나는 변화를 상태변화라고 생각하고, 계의 표면에서 서서히 일어나는 변화는 상태변화가 아니라고 생각하는 경우도 있었다.
- 상평 형 그림의 세로축을 포화수증기 압의 개념으로 이해하지 못하고, 외부압인 대기압으로 이해하는 이유는 액체 상태에서의 압력을 액체와 닿아 있는 대기의 압력과 동적 평형에 도달하였다는 가정으로부터 나온 것이 라고 할 수 있다. 따라서 우리가 상태 변화 중에서 기화인 끓음의 현상을 설명할 때, 증기압과 대기압이 같을 때 일어나는 것으로 표현하지만, 이것의 의미가 동적 평형에 도달한 것임을 이해하는 것이 더 중요하다.
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