중학교 1학년 (12-13세)

분자 운동과 확산

Molecular Motion & Diffusion

물이 담긴 컵에 잉크를 한 방울 떨어뜨리고 가만히 두면, 젓지 않아도 잉크가 조금씩 퍼져 결국 물 전체가 고르게 물들어요. 물과 잉크를 이루는 분자가 쉬지 않고 제멋대로 움직이며 서로 섞이기 때문인데, 이렇게 분자가 스스로 움직여 퍼져 나가는 현상을 확산이라고 해요. 분자는 너무 작아 직접 볼 수 없지만, 물속에 뜬 꽃가루의 작은 입자가 이리저리 불규칙하게 움직이는 브라운 운동에서 그 움직임의 흔적을 볼 수 있어요. 온도를 높이면 분자가 더 빨리 움직여서, 그림 속 빨간 잉크 분자가 퍼지는 속도와 노란 입자가 떨리는 정도가 함께 커져요.

잉크가 저절로 퍼지는 까닭

온도25℃

💡 확산

①물질을 이루는 분자는 가만히 있지 않고 끊임없이 제멋대로 움직인다.

②그래서 분자가 많이 모인 곳(농도가 높은 곳)에서 적은 곳(농도가 낮은 곳)으로 퍼져 나가고, 농도가 고르게 될 때까지 이어진다.

③온도가 높을수록 분자가 빨리 움직여 확산도 빨라진다. 뜨거운 물에 넣은 잉크가 찬물에서보다 빨리 퍼진다.

④방 한쪽에서 뿌린 향수 냄새가 방 전체로 퍼지는 것도 공기 속의 확산이다.

분자 운동의 흔적: 브라운 운동

🔍 브라운 운동

①1827년 식물학자 브라운은 물속에 띄운 꽃가루에서 나온 작은 입자가 쉬지 않고 이리저리 움직이는 것을 현미경으로 관찰했다.

②입자는 살아 있는 것이 아니어서, 처음에는 왜 움직이는지 몰랐다.

③지금은 눈에 보이지 않는 물 분자가 사방에서 입자에 부딪히는데, 부딪히는 세기가 방향마다 조금씩 달라 입자가 흔들린다고 설명한다.

④분자를 직접 보지 않고도 분자가 움직이고 있다는 것을 알 수 있는 증거다.

분자 운동과 온도

온도 ↑ → 분자 운동이 빨라짐 → 확산이 빨라짐

온도는 분자가 얼마나 활발하게 움직이는지를 나타내는 값이라고 볼 수 있다.

확산의 방향

농도가 높은 곳 → 농도가 낮은 곳

농도가 고르게 될 때까지 계속된다. 고르게 된 뒤에도 분자는 움직이지만 전체 모습은 더 변하지 않는다.

🌡️ 생활 속 확산

①티백을 뜨거운 물에 넣으면 찬물보다 빨리 우러난다.

②요리하는 냄새가 다른 방까지 퍼진다(기체 속 확산).

③물에 떨어뜨린 잉크가 젓지 않아도 퍼진다(액체 속 확산).

④분자 사이가 넓고 분자가 빠른 기체에서 확산이 가장 빠르고, 액체, 고체 순서로 느려진다.

시험 포인트 정리

핵심 정리

확산: 분자가 스스로 움직여 퍼지는 현상 (농도 높은 곳 → 낮은 곳)

온도가 높을수록 빠르고, 기체 > 액체 > 고체 순서로 빠르다.

🎯 시험 포인트

①확산은 분자가 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 스스로 퍼지는 현상이다.

②온도가 높을수록 분자 운동이 활발해져 확산이 빨라진다.

③브라운 운동은 분자가 운동한다는 간접 증거다.

④기체에서 확산이 빠른 까닭은 분자 사이가 넓고 분자가 빠르게 움직이기 때문이다.

⑤확산은 기체, 액체, 고체 어디에서나 일어나지만 고체에서는 매우 느리다.

예제와 단원평가

예제 1

물에 잉크를 떨어뜨리면 저절로 퍼진다. 이 현상의 이름은 무엇이며, 물의 온도를 높이면 퍼지는 속도는 어떻게 될까?

분자가 스스로 움직여 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 퍼지는 현상을 확산이라고 한다.

온도가 높을수록 물 분자와 잉크 분자가 빨리 움직이므로 확산 속도가 빨라진다.

▸ 확산 / 온도가 높을수록 빨라진다

그림에서 온도를 5 ℃와 80 ℃로 바꾸어 보면 잉크가 고르게 퍼지기까지 걸리는 시간의 차이가 보인다.

예제 2

물 위에 띄운 꽃가루에서 나온 작은 입자가 불규칙하게 움직이는 브라운 운동이 일어나는 까닭은?

입자 둘레에는 눈에 보이지 않는 물 분자가 끊임없이 움직이고 있다.

이 물 분자들이 사방에서 입자에 부딪히는데, 방향마다 부딪히는 세기가 고르지 않아 입자가 이리저리 흔들린다. 이것은 분자가 실제로 움직인다는 증거다.

▸ 물 분자가 사방에서 고르지 않게 부딪히기 때문 (분자 운동의 증거)

입자 자체가 스스로 움직이는 것이 아니라, 보이지 않는 분자의 움직임이 입자를 통해 드러난 것이다.

단원평가 유형

분자 운동과 확산에 대한 설명으로 옳은 것은?

①확산은 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 일어난다

②온도가 높을수록 확산이 빨라진다

③확산은 고체에서 가장 빠르게 일어난다

④브라운 운동은 분자가 정지해 있다는 증거다

⑤확산은 분자가 움직이지 않아도 일어난다

▸ ② 온도가 높을수록 확산이 빨라진다

온도가 높을수록 분자 운동이 활발해져 확산이 빨라지므로 ②가 옳다.

확산은 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 일어나고(①), 기체에서 가장 빠르며(③), 브라운 운동은 분자가 움직인다는 증거이고(④), 확산은 분자가 움직이기 때문에 일어난다(⑤).

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마지막 수정 2026-10-17

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