신문은 선생님

외교관이 꿈인 아현이는 영어 공부를 하느라 미국 TV 뉴스를 시청하던 중 깜짝 놀랄 만한 장면을 목격했어요. 다급한 목소리로 삼촌을 불렀죠.

"삼촌. 이것 좀 보세요. 뉴욕 기온이 92도라고 해요. 어떻게 이런 온도에서 사람이 살 수 있죠?"

"뭐라고? 어디 좀 보자. 이런. 아현이가 온도 단위를 생략하고 보았구나."

"온도 단위요? 온도에도 단위가 있어요?"

"그래. 길이 단위인 ㎝, m, ㎞, 무게 단위인 g, ㎏, 부피 단위인 ㎖, L 등과 같이 온도에도 단위가 있단다. 우리가 주로 쓰는 온도 단위는 ℃인데, 이는 1742년 스웨덴의 천문학자인 셀시우스(Anders Celsius)가 제안한 것이야. 1기압에서 순수한 물이 어는 온도를 0℃, 물이 끓기 시작하는 온도를 100℃로 하고, 그 사이를 100등분하여 온도를 표기하는 방식이란다. 이를 섭씨온도라고 하지. 하지만 섭씨온도 이전에 이미 독일의 물리학자 파렌하이트(Fahrenheit)가 창안한 ℉라는 온도 단위를 쓰고 있었어. 이를 화씨온도라고 해. 화씨온도는 처음에는 1기압에서 순수한 물이 아닌 소금물이 어는 점을 0℉, 사람의 체온을 100℉로 정하였지만, 현재는 물의 어는점을 32℉, 끓는점을 212℉로 하고, 그 사이를 180등분해서 쓰고 있지. 대부분 국가에서는 주로 섭씨온도 단위를 사용하지만, 미국이나 일부 국가에서는 아직도 화씨온도를 쓰기도 해."

▲ /그림=이창우

"그렇군요. 그럼 제가 본 장면은 화씨온도로 표현된 것이었겠네요."

"하하. 그렇지. 그럼 아현아, 내 설명을 듣고, 섭씨온도계 눈금이 35℃를 가리키고 있을 때, 화씨온도계 눈금이 몇 ℉를 가리키고 있을지 알 수 있겠니?"

"섭씨온도를 화씨온도로요? 아, 그건 어렵겠는걸요."

"원리만 생각해 보면 아주 간단히 고칠 수 있어. 자, 여기 섭씨온도계와 화씨온도계가 있다고 생각해 보자. 공통점과 차이점을 말해볼 수 있겠니?"

"음. 일단 공통점은 두 온도계의 빨간색 부분의 높이, 즉 온도를 가리키는 부분이 같아요. 차이점은 눈금 간격이 다른 것이네요. 아하. 삼촌, 뭔가 실마리가 풀리는 기분이에요. 섭씨온도계에서 0℃에서 100℃까지 길이를 1이라고 하였을 때, 눈금 하나 높이는 1/100, 따라서 0℃에서 35℃까지 높이는 35/100라고 할 수 있어요. 그런데 화씨온도계는 100등분이 아닌 180등분이 되어 있으므로, 180 눈금 중 35/100의 높이와 같은 지점의 눈금은 180×35/100=63, 즉, 63번째 눈금과 같아져요. 그리고 화씨온도계는 0이 아닌 32에서 시작하므로, 63+32=95℉가 되겠네요. 맞죠?"

"우아, 우리 아현이 대단한걸? 그래 맞아. 아현이가 설명한 과정을 차근차근 정리해 보면 (화씨온도)=(섭씨온도)÷ +32라는 공식을 얻을 수 있지."

"맞아요. 삼촌. 이렇게 어려워 보이는 공식도 원리만 이해하면 굳이 외우지 않아도 되겠는걸요? 재미있어요."

"그렇지? 추가로 온도 단위는 ℃, ℉ 이외에도 K(켈빈)이 있어. 이를 절대온도라고 해. 섭씨온도나 화씨온도는 우리 일상생활에서 쓰는 데 아무런 지장이 없지만, 과학 실험실에서는 조금 불편함을 주기도 한단다. 왜냐하면 특수한 실험은 엄청난 저온 상태에서 하는 일이 많은데, 이때 온도를 만약 섭씨온도나 화씨온도로 표기하면 숫자가 매우 길어지겠지. 그래서 19세기 켈빈 경은 이론적으로 가능한 최저온도를 0K로 하였는데, 이는 -273.15℃와 같아. 그리고 절대온도의 간격은 섭씨온도 간격과 같아서 (절대온도)=(섭씨온도)+273.15가 된단다."

"아. 그렇군요. 마치 도시의 거리를 ㎝가 아닌 ㎞로 표기하는 것과 같네요."

"그래. 수학이나 과학에서는 이런 작은 단위 하나에 그 의미가 매우 다르게 해석되기도 하니까 아주 주의해서 써야 하겠지?"

"네. 명심할게요."


[관련 교과] 4학년 1학기 '혼합계산', 4학년 2학기 '규칙 찾기와 문제 해결'