열역학 제3법칙: 절대 영도에서는 왜 모든 것이 멈출까요?

우리 친구들, 안녕하세요! 오늘은 과학 시간이에요. 재미있는 주제를 함께 알아볼 거예요. 바로 열역학 제3법칙이에요. 이름이 좀 어렵죠? 하지만 걱정하지 마세요. 아주 쉽게 설명해 줄게요!

열역학 제3법칙이 뭐예요?

열역학 제3법칙은 이렇게 말해요. "절대 영도에서는 모든 물질의 움직임이 멈춘다"고 해요. 그럼 절대 영도가 뭔지 알아볼까요?

절대 영도란?

절대 영도는 정말 정말 추운 온도예요. 얼마나 추운지 상상이 안 되죠? 절대 영도는 섭씨 -273.15도예요. 우리가 아는 온도보다 훨씬 낮아요. 냉장고나 냉동실보다도 훨씬 더 추운 온도예요!

절대 영도에서 왜 움직임이 멈출까요?

우리 주변의 모든 물질은 아주 작은 원자로 이루어져 있어요. 원자들은 항상 움직이고 있어요. 심지어 얼음 속의 원자들도 조금씩 움직여요. 그런데 절대 영도에서는 이 원자들이 더 이상 움직이지 않게 돼요. 왜냐하면 너무 추워서 에너지가 없어지기 때문이에요.

에너지가 없으면 원자들은 멈추게 돼요. 우리가 춥다고 느끼는 것도 에너지가 적기 때문이에요. 절대 영도에서는 에너지가 아예 없기 때문에 모든 것이 멈추는 거예요.

조금 더 자세히 설명해볼까요?

우리 몸이나 물건 속의 원자들은 항상 진동하고 회전하고 이동해요. 이 움직임들은 에너지를 사용해요. 온도가 높으면 원자들은 더 빠르게 움직여요. 예를 들어, 여름에 아이스크림이 녹는 이유는 따뜻한 공기 속에서 원자들이 활발하게 움직이기 때문이에요.

하지만 온도가 낮아지면 원자들은 점점 더 느리게 움직여요. 아주 차가운 겨울 날씨에는 물이 얼어붙죠? 이때도 원자들은 아직 조금씩 움직이고 있어요. 절대 영도에서는 에너지가 완전히 없어져서 원자들이 완전히 멈추게 돼요. 이 원리가 바로 열역학 제3법칙이에요.

쉽게 생각해볼까요?

우리 친구들이 놀이터에서 뛰어놀 때는 에너지가 넘쳐서 신나게 움직이죠? 그런데 너무 추운 날씨에 놀이터에 가면 손발이 시려서 잘 움직이지 못해요. 절대 영도는 그보다 훨씬 추워서 아예 움직이지 못하는 상태라고 생각하면 돼요.

 

어때요, 열역학 제3법칙이 조금 더 이해가 되나요? 절대 영도에서는 모든 것이 멈추는 이유는 에너지가 없어서 원자들이 움직이지 않기 때문이에요. 과학은 이렇게 신기하고 재미있답니다!