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비행기가 높은 고도로 올라갈수록 외부 압력이 낮아져 봉지 속 기체의 부피가 팽창해 봉지가 부풀어 오릅니다.

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물속 공기 방울:

깊은 바다에 있는 잠수부가 내뿜는 공기 방울은 수심이 깊을수록 압력이 높아 부피가 작지만, 수면 가까이 올라오면서 압력이 낮아져 부피가 점점 커집니다.

(물속 공기 방울이 커지는 사진)

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주사기 실험: 주사기 입구를 손가락으로 막고 피스톤을 누르면 공기의 부피가 줄어듭니다.

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헬륨풍선이 하늘로 올라가면서 압력이 높아져 풍선이 터진다/

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ㅇㅇㅁㅇㅇㅇㅇㅇㅇㅇㅇㅇㅇㅇㅇ

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풍선 – 풍선을 손으로 누르면 부피가 줄고 내부 압력이 커짐.

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옥수수 알 내부 수증기가 팽창하면서 알이 터져 팝콘이 되는 과정도 압력 변화로 인한 부피 변화의 예시입니다.

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풍선이 하늘로 올라가면 풍선의 부피가 점점 커지다가 결국 터지게 된다.

위로 올라갈수록 공기의 양이 감소하여 풍선에 가해지는 외부 압력(대기압)이 감소하기 때문에 풍선 속 기체의 부피가 점점 커지게 되는 것이다.

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풍선이 하늘로 올라가면 터진다

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풍선이 하늘로 올라가면 터진다

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대기압이 감소해 압력이 커져 기체의 부피가 커져 터진다

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1. 충돌 감지: 자동차가 충돌하면 내장된 센서가 이를 감지합니다.

2. 화학 반응: 감지 신호가 전달되면 에어백 내부의 화약이나 압축가스 발생 장치가 폭발합니다.

3. 기체 발생: 이 폭발로 질소 가스 등의 기체가 순식간에 다량으로 생성됩니다.

4. 압력 증가 및 부피 팽창: 에어백 내부의 기체량이 급격히 늘어나면서 내부 압력이 높아지고, 이에 따라 에어백이 짧은 시간(약 0.04초) 안에 크게 부풀어 오릅니다.

5. 충격 흡수: 팽창한 에어백은 운전자나 탑승객의 몸이 핸들, 대시보드 등과 부딪히는 것을 막아 충격을 완화해줍니다.

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자동차 타이어:

타이어에 공기를 넣으면 내부 압력이 높아지고 부피가 커집니다. 공기를 빼면 압력과 부피가 모두 감소합니다

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에어메트리스: 공기를 많이 넣으면 압력이 높아져 단단해진고, 뺴면 부피가 줄어 부드러워진다.

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깊이 내려갈수록 외부 압력이 커져 내부 공기 부피가 줄어듦.

올라오면 압력이 줄어 부피가 커지므로 내부 압력을 조절해야 함.

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풍선을 높이 날려보내면 (대)기압이 낮아져 풍선 속 기체 입자들이 더 활발하게 움직이며 풍선 벽에 더 강하게 충동하게 된다. 그러므로 터진다.

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주사기나 스포이트로 공기 누르기

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주사기나 스포이트로 공기 누르기

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주사기의 입구를 막고 피스톤을 누르면 내부의 공기 부피가 작아집니다.

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→ 풍선을 누르면 압력이 커져서 부피가 줄어들고, 손을 떼면 압력이 작아져서 부피가 다시 커집니다.

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높은 곳에서 귀가 먹먹함 위로 원리: 고도가 높아지면 외부 기압이 낮아지면서 귀 내부와 외부의 압력 차이가 발생합니다. 이때 침을 삼키거나 하품을 하면 귀 내부의 압력이 조절되어 먹먹함이 해소됩니다

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비행기 귀가 막히는이유

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비행기 귀가 막히는이유

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비행기 탈 때 귀가 막히는 이유는 압력의 의해서 귀가 막히기 때문입니다

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주사기의 입구를 막고 피스

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주사기의 입구를 막고 피스톤을 밀면 안에 있는 공기가 눌려서 부피가 줄어들고 압력이 커져.

반대로 피스톤을 당기면 공기가 팽창하면서 부피가 늘고 압력이 작아져.

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풍선

높은 곳으로 올라갈수록 대기압이 낮아지므로 풍선 안의 기체가 팽창하여 풍선의 부피가 커집니다

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높은 곳으로 올라갈수록 대기압이 낮아져 풍선 안의 기체가 팽창하여 풍선의 부피가 커진다.

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타이어에 공기를 주입하면 타이어 안의 압력이 커지고 부피가 늘어난다.

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주사기는 압력에 따라 기체의 부피가 변하는 대표적인 실생활 예시입니다. 이 원리는 보일의 법칙(Boyle's Law)과 관련이 있습니다. 보일의 법칙은 "온도가 일정할 때, 기체의 압력과 부피는 반비례 관계에 있다"는 내용을 담고 있습니다. 즉, 압력이 증가하면 부피는 감소하고, 반대로 압력이 감소하면 부피는 증가합니다.

주사기를 사용할 때를 예로 들어볼게요:

1. 주사기의 피스톤: 주사기의 바늘이 달린 끝을 살펴보면, 그 안에 피스톤이 있습니다. 이 피스톤은 주사기의 내부 공간에서 기체나 액체를 압축하거나 풀 수 있게 도와줍니다.

2. 기체가 압축될 때: 주사기에서 피스톤을 밀어넣으면, 내부의 공간이 좁아지면서 기체의 압력이 증가합니다. 이때 기체의 부피는 줄어들게 됩니다. 예를 들어, 주사기 안에 공기가 있다면 피스톤을 밀 때 그 공기의 부피는 줄어들고 압력은 증가합니다.

3. 기체가 팽창될 때: 주사기를 당기면, 내부의 공간이 확장되면서 기체의 압력은 감소하고, 기체의 부피는 증가합니다. 즉, 주사기 안에 있는 기체는 피스톤이 당겨지면 더 많은 공간을 차지하게 됩니다.

이러한 원리는 주사기뿐만 아니라 공기 압축기, 펌프, 심지어는 기체가 사용되는 다양한 장치에서도 비슷하게 적용됩니다. 주사기에서는 주로 액체나 약물을 주입하거나 흡입할 때 사용되지만, 기체의 부피 변화는 주사기의 작동 원리에 중요한 역할을 합니다.

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기체의 압력과 부피 관계

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기체의 압력과 부피 관계

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페트병 속 공기가 압축되어 부피가 줄어들면,
공기의 압력은 커져서 병이 단단해짐.

손을 떼면 부피가 다시 늘고, 압력은 낮아짐.

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비행 중

기체가 높은 고도로 올라갈수록 외부 기압이 낮아집니다

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닫혀 있을 땐 내부 압력이 높아서 기체(이산화탄소)가 액체 안에 녹아있지만, 뚜껑을 열면 압력이 갑자기 줄면서 부피가 팽창해 기포가 터져 나온다.

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탄산음료: 탄산음료 병을 열면 '치익' 소리가 나면서 거품이 올라옵니다. 뚜껑을 닫아놓으면 이산화탄소가 높은 압력 아래에 있지만, 뚜껑을 열면 압력이 낮아지면서 이산화탄소 기체가 팽창하며 방출되기 때문입니다.