물과 얼음은 같은 물질인데 얼음은 왜 물에 뜨나요?

Question

제목 그대로 입니다.서로 같은 물질인데 왜 얼음은 물위에 둥둥 뜨나요? 왜 그런거죠?알고계시면 답주세요 궁금합니다 얼음이 왜 물에 뜨는지

Answer 1

안녕하세요. 과학전문가입니다.

물은 다른 물질들과는 반대로 고체가 되면 부피가 증가하는 특성을 가지고 있습니다. 물 분자는 산소 원자를 중심으로 2개의 수소 원자가 특정한 각도를 가진 구조를 가지고 있습니다. 물이 얼게되면 이러한 물 분자 구조 때문에 육각형의 구조로 변하게 되서 얼음의 부피가 물보다 커진다고 합니다. 부피가 커진 만큼 얼음의 밀도는 감소하게 되므로 얼음을 물속에 넣으면 그 증가한 밀도 차이만큼 물위로 뜨게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김계민 과학전문가입니다.

물질 대부분은 고체가 액체에 가라앉아요.분자들끼리 빽빽하게 모인 상태가 고체이기 때문에 액체보다 밀도가 커서 가라앉는 것이죠.

하지만 고체 얼음은 액체 물보다 밀도가 작아 물 위에 떠요. 물 분자들이 수소 결합으로 인해 정사면체 구조로 4개씩 달라붙으면서 텅 빈 육각 고리 구조가 생겨 부피가 커지기 때문이죠~

그 결과 얼음은 물 위에 뜨고, 위에서부터 얼기 시작하며, 물속의 고기는 겨울철에도 살 수 있게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

우리가 흔히 쓰는 무게는 질량입니다.

하지만 뜨고 안뜨고의 차이는 밀도에 있습니다.

두 물질의 밀도를 비교하고 합쳤을때 섞이지 않으면 밀도가 작은 물질이 밀도가 큰 물지위로 뜨는 것이죠.

밀도란 단위 부피당의 질량인데요. 만약 아주 커다란 솜과 작은 돌에서 비교를 해보면은요.

돌은 부피는 작지만 1cm² 의 무게와 1cm²의 솜의 무게는 다르겠죠?

이럴때 돌은 솜에비해 밀도가 크다고 하고 솜은 돌에 비해 밀도가 작다고 합니다.

얼음의 경우 대체로 액체는 얼면은 부피가 작아져서 밀도가 카지는 데요.

물 만은 특이하게 얼면은 부피가 커집니다.이유는 물분자의 배열입니다.

물분자는 산소원자하나에 104.5도 사이각을 띄워놓고 수소분자 2개가 붙어 있습니다.

따라서 물이 얼면 물분자끼리 달라붙는데 6각형 모양으로 붙게되고 그 사이에 빈공간이 생겨서 질량은 그대로인데 빈 공간때문에 부피가 커져서 물일때 보다도 밀도가 작아서 물에 뜨는 것이죠.

Answer 4

물의 밀도가 4도에서 가장 크기 때문에 얼음이 물에 뜨게 됩니다.

밀도가 크면 부피대비 질량이 크다는 뜻인데, 물이 4도에서 가라앉기 시작합니다.

최종적으로 얼음은 물의 분자 내에 빈 공간이 생겨 밀도가 낮아지게 되고 물에 뜨게 됩니다.

Answer 5

안녕하세요. 과학전문가입니다.

밀도때문입니다. 물이 얼음으로 변화면 물 분자는 다른 물 분자와 수소 결합되어 분자 사이에 공간을 치대한 늘력서 격자로 결정화 됩니다. 이 때 밀도가 물 상태보다 약 9% 낮아지게 됨으로 얼음이 물에 뜨게 되는겁니다.

참고로 물에 뜨냐 가라 앉느냐는 이 밀도에 의해서 모든 물질이 결정됩니다.