기찻길이 여름과 겨울에 길이가 달라진다고 하던데 과학적 이유가 무엇일까요?

Question

아주 단단하고 무겁고 거대한 기차가 지나다니는 기찻길. 이 단단하게 보이는 기찻길이 여름과 겨울에 계절이 변함에 따라서 길이가 달라진다는 말을 들었습니다. 어떠한 과학적 원리로 인해서 길이가 변화되는지 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

기찻길의 길이가 여름과 겨울에 달라지는 것은 열팽창과 수축에 의한 현상입니다. 여름에는 기온이 높아지면서 기찻길이 길어지고, 겨울에는 기온이 낮아지면서 기찻길이 줄어듭니다.

이는 열팽창과 수축이라는 물리적인 원리에 기인합니다. 열팽창은 물질이 열을 받을 때 확장되는 현상을 의미하며, 수축은 물질이 온도가 낮아질 때 수축하는 현상을 의미합니다.

여름에는 기온이 높아져 기찻길의 길이가 늘어납니다. 이는 금속으로 구성된 기찻길이 열을 흡수하여 길어지는 결과입니다. 반면, 겨울에는 기온이 낮아지면서 기찻길이 수축합니다. 금속이 차가워지면 분자들이 서로에게 더 가까워지며 길이가 줄어들게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

온도의 정의를 말씀드리겠습니다. 물리적으로 온도라는 것은 입자, 분도의 평균 운동에너지(운동의 활발성)입니다.

모든 물질은 온도가 높아짐에 따라 진동이나 움직임이 활발해집니다. 철길 역시 고체지만 분자로 이루어져있습니다. 철길에 열을 가하면 온도가 증가하여 내부 분자들의 움직임이 활발해져 팽창을 합니다. 그래서 길이가 늘어나게 되죠.