This content is currently available only in the original Korean. An English translation is in progress.

데우면 늘어나는 물체 (열팽창)

한여름 쇠막대는 겨울보다 정말 길어질까요, 길어진다면 얼마나요?

무슨 일이 일어났나

물체를 데우면 입자들이 더 크게 움직이며 서로 조금씩 멀어져 길이와 부피가 늘어나는데, 이것을 열팽창이라고 합니다.

NIST 는 부품의 크기가 열팽창 때문에 온도에 따라 바뀐다고 설명하고, 강철의 선팽창 계수를 약 12×10⁻⁶/°C, 황동을 약 24×10⁻⁶/°C 로 적습니다.

늘어난 길이는 ΔL = α·L·ΔT 로, 시뮬레이터에서 1 m 강철을 50 K 데우면 0.600 mm, 0 °C → 100 °C 로 데우면 1.20 mm 늘어납니다.

선팽창 계수를 황동 값 24 로 바꾸면 같은 조건에서 1.20 mm 로 두 배가 됩니다 — 서로 다른 금속을 맞물린 부품은 온도에 따라 맞물림이 달라집니다.

물은 예외가 있어서, USGS 에 따르면 4 °C 쯤의 물이 0 °C 물보다 무겁습니다 — 0~4 °C 사이에서는 식을수록 오히려 부피가 늘어납니다.

💡 생활 속 예시

  • 한여름 전깃줄이 한겨울보다 더 아래로 처져 보이는 것은 데워진 전선이 늘어나기 때문입니다.
  • 옛 액체 온도계의 빨간 기둥이 따뜻한 곳에서 올라가는 것도 유리관 속 액체가 열팽창하기 때문입니다.

🙅 오해 깨기오해 모음 보기

  • 물은 차가워질수록 늘 더 무거워진다(밀도가 커진다).

    USGS 에 따르면 약 4 °C 물이 0 °C 물보다 밀도가 큽니다. NIST WebBook 값으로도 4.01 °C 에서 999.97 kg/m³, 0.01 °C 에서 999.84 kg/m³ 입니다. 출처

  • 단단한 쇠는 온도가 바뀌어도 길이가 그대로다.

    Network Rail 은 강철 레일이 뜨거워지면 늘어나 휘기 시작할 수 있다고 설명합니다. 출처

누가 왜 찾았나

길이가 온도에 따라 바뀌니, 공장마다 «몇 도에서 잰 길이» 인지 달라 같은 치수가 맞지 않는 일이 생겼습니다. NIST 기록에 따르면 블록 게이지를 발명한 요한손(C. E. Johansson)은 미터 단위 블록을 늘 20 °C 기준으로 만들었고, 국제 도량형 위원회(CIPM)는 1931 년 4 월 15 일 20 °C 를 길이의 기준 온도로 만장일치로 정했습니다. 그 뒤로 공업에서 쓰는 길이는 «20 °C 에서의 크기» 입니다.

확인된 값

강철 레일은 뜨거워지면 늘어나 휘기 시작할 수 있다 (Network Rail)
늘어남 출처
물체의 크기는 열팽창 때문에 온도에 따라 바뀐다 (NIST)
온도에 따라 바뀜 출처
산업에서 길이를 «20 °C 에서의 크기» 로 정한 해
1931 출처
물은 0 °C 보다 4 °C 에서 더 무겁다(밀도가 크다) (USGS)
4 °C 출처
물 밀도 4.01 °C · 1 기압 (NIST WebBook)
999.97 kg/m³ 출처
물 밀도 0.01 °C · 1 기압 (NIST WebBook)
999.84 kg/m³ 출처
강철의 선팽창 계수 (NIST — 황동은 약 24×10⁻⁶/°C)
0.000012 1/K 출처
국제 도량형 위원회(CIPM)가 20 °C 를 길이 기준 온도로 만장일치로 정한 날
1931-04-15 출처
블록 게이지를 발명한 요한손(C. E. Johansson) — 미터 블록을 늘 20 °C 기준으로 만듦
C. E. Johansson 출처

교육과정에서는

  • 한국 2022 · 과학(중학교) · 열 [9과03-03]
  • 한국 2022 · 역학과 에너지 · 열과 에너지 [12역학02-01]
  • 일본 · 小学校 第4学年 A (2) 金属,水,空気と温度

출처

이어서 보기

같은 단원 · 온도와 열

DATA & LICENSE

📚 데이터·이미지 출처와 라이선스

자세한 출처 원칙 보기 →
① 시뮬레이터·그림: 직접 만듦

움직이는 실험과 그림은 이 사이트가 직접 만들었습니다. 다른 곳의 시뮬레이터나 그림을 가져오지 않습니다. 사진은 NASA·NOAA·USGS(퍼블릭 도메인)와 공공누리 제1유형 자료만, 출처와 함께 씁니다.

② 사실·숫자: 공식 기관·교재

연도·숫자·이름은 NIST·NASA·NOAA·USGS·기상청·PDG·노벨재단 같은 공식 기관과 공개 교재에서 직접 확인한 것만 우리 말로 옮기고, 쪽마다 출처 주소를 적습니다. 위키백과·나무위키·블로그는 출처로 쓰지 않습니다.

③ 교육과정

2022 개정 과학과 교육과정과 영국·호주·일본 교육과정에서 그 내용이 어디에 나오는지 함께 적습니다.

④ 실시간 자료

지진·이산화 탄소·오로라 같은 실시간 판은 기관이 낸 자료를 받은 시각과 함께 그대로 보여 주고, 우리가 예보하지 않습니다.

Expert review: looking for reviewers · compiled by quoting official (English) sources

⚛️ SCIENCE 3D — 만지는 과학 실험실About & Data Sources·Privacy Policy·Terms of Use·Contact & Attribution

© 2026 science.temwasseo.com · All rights reserved.

AD · 320×50