MiraeN Middle School Science 1

열평형

온도가 다른 두 물체가 접촉하면 뜨거운 쪽에서 차가운 쪽으로 열이 이동하고, 결국 두 물체의 온도가 같아집니다. 가운데 실험 무대는 좌우 정보 패널과 분리해 배치하여, 관찰해야 할 핵심 장면이 가려지지 않도록 구성했습니다.

뜨거운 물 입자는 빠르게 움직입니다

찬물 입자는 느리게 움직입니다

열평형에서는 두 입자의 운동 정도가 같아집니다

학습 핵심

열평형의 정의와 입자 관점 설명을 한 번에 읽을 수 있게 정리했습니다.

열은 항상 고온에서 저온으로 이동합니다 뜨거운 물체가 가진 열에너지가 차가운 물체로 전달됩니다.

온도 변화는 입자 운동 변화로도 설명할 수 있습니다 고온 물체는 입자가 둔해지고, 저온 물체는 입자가 활발해집니다.

열평형은 같은 온도에 도달한 상태입니다 두 물체의 입자 운동의 활발한 정도도 서로 같아집니다.

그래프와 실험 장면을 연결해서 해석할 수 있도록 만든 학습 패널입니다.

열평형의 정의

열평형 = 온도가 다른 두 물체가 접촉했을 때
열이 이동하여 두 물체의 온도가 같아진 상태

지금은 접촉 전입니다. 뜨거운 물 입자는 활발하고, 찬물 입자는 느리게 움직입니다.

열평형 과정

뜨거운 물 → 찬물
뜨거운 물: 열을 잃어 온도 ↓, 입자 운동 둔해짐
찬물: 열을 얻어 온도 ↑, 입자 운동 활발해짐

열 이동 화살표가 보일수록 아직 온도 차가 남아 있다는 뜻입니다.

그래프 해석

온도(°C)
┃ ╲ 뜨거운 물
┃  ╲___________  ← 열평형 온도
┃  ╱
┃╱  찬물
┗━━━━━━━━━━ 시간

오른쪽 그래프에서 두 곡선이 가까워질수록 두 물체의 온도 차가 줄어듭니다.

지금 실험에서 어떤 변화가 일어나고 있는지 실시간으로 설명합니다.

뜨거운 물 입자 속도 0.15 빠르게 움직이는 초기 상태

찬물 입자 속도 0.04 느린 초기 상태

접촉 시작 전에는 초기 온도를 자유롭게 바꿀 수 있습니다. 접촉이 시작되면 열 이동, 색 변화, 입자 운동, 그래프가 함께 진행됩니다.

접촉 전 뜨거운 물과 찬물이 아직 충분히 다른 온도를 유지하고 있습니다. 시작 버튼을 눌러 컵을 내리면 열 이동과 그래프가 함께 진행됩니다.

뜨거운 물 센서 80°C

찬물 센서 20°C

열 이동: 뜨거운 물 → 찬물

접촉을 시작하면 컵이 내려오고, 입자 운동·색상 변화·그래프가 동시에 진행됩니다.

시뮬레이션 속도 1.0x 0초

초기 온도, 입자 표시, 배경색, 그래프 표시 여부는 오른쪽 설정 패널에서 바꿀 수 있습니다.

오른쪽 패널은 메인 실험 무대 바깥으로 분리되어 있어, 가운데 장면을 가리지 않으면서도 데이터를 바로 비교할 수 있습니다.

뜨거운 물 80°C 열을 잃으면 내려갑니다

찬물 20°C 열을 얻으면 올라갑니다

열평형 온도 50°C 두 곡선이 만나는 목표 온도

현재 시간 0초 그래프 X축과 동기화됩니다

시작 전입니다. 뜨거운 물 곡선은 내려가고, 찬물 곡선은 올라가며 같은 온도에서 만납니다.

프롬프트 요구사항에 맞춰 lil-gui를 오른쪽 패널 안에 배치했습니다. 화면을 덮는 오버레이 대신 우측 전용 공간에 넣어 가운데 실험 화면을 방해하지 않습니다.