주전자의 휘파람 소리

차 주전자 하나는 난로의 불꽃 바로 위에서 가열되고 다른 하나는 불꽃 바로 위의 무거운 금속판에 놓여 있다. 두 주전자가 삐-익 하는 소리를 내기 시작한 후 난로를 껐다.

 

(a) 불꽃의 바로 위에서 직접 가열된 주전자는 얼마 동안 휘파람 소리를 내지만 금속판 위에 놓여서 가열된 것은 즉시 휘파람 소리를 멈춘다.

(b) 금속판 위에서 가열된 주전자는 얼마동안 휘파람 소리를 내지만 바로 가열된 것은 즉시 휘파람 소리를 멈춘다.

(c) 두 주전자 모두 거의 똑같은 시간이 경과한 후 휘파람 소리를 멈춘다.

 

 

정답 :

 

금속은 물 보다 더 작은 열용량을 가지므로 더 작은 에너지를 전달한다는 이유를 알고 있는 물리학 우등생도 틀릴 수 있다. 그러나 여기서 중요한 것은 주전자 속에 있는 물보다 금속이 더 뜨겁다는 것이다. 열이 금속으로부터 주전자 속으로 흐른다면 금속이 당연히 물보다 온도가 높고 스토브가 꺼진 후에도 금속판은 얼마간 더 뜨겁게 남아 있는다. 그래서 그시간 동안 열은 여전히 주전자로 전달되고 주전자는 계속해서 휘파람 소리를 낼 것이다. 금속판이 없다면 난로를 끌 때 열전달은 바로 중단되고 휘파람 소리도 역시 멈출 것이다.