얼음에 압력을 가하면 물이 되는 이유?
대부분의 물질은 압력을 가하면 기체에서 액체, 액체에서 고체가 되는데 왜 얼음은 압력을 가하면 물이 되나요? 그리고 물에 강한 압력을 걸면 수증기가 될 수 있나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
얼음이 압력을 받으면 물로 변하는 이유는 물질의 상태 변화에 관련된 압력과 온도의 관계인 상태 변화도에 의한 것입니다. 이를 미세한 수준에서 설명하면 다음과 같습니다.
얼음은 물이 얼어서 고체 상태가 된 것입니다. 고체 상태의 물 분자들은 일정한 패턴과 간격으로 배열되어 있습니다. 그러나 얼음에 압력이 가해지면, 분자 간의 상대적인 위치가 변하고 분자 사이의 간격이 줄어듭니다.
이 간격이 줄어들면서 분자 간의 상호작용이 강해지고, 분자들이 서로 더 가까워지게 됩니다. 이 때문에 얼음 분자 사이에 존재하던 고체의 구조가 깨어지고, 분자들이 더 자유롭게 움직이게 됩니다.
이렇게 압력에 의해 분자 간의 상호작용이 약해지면서, 얼음은 물로 상태 변화를 일으키게 됩니다. 이러한 상태 변화를 상승 곡선이라고도 부르며, 압력이 얼음에 가해지면 온도와 압력에 따라 얼음이 물로 변하는 과정을 관찰할 수 있습니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
대부분의 물질은 압력을 가하면 기체에서 액체, 액체에서 고체로 상태가 변합니다. 이는 물질을 이루는 분자들이 압력에 의해 밀착되어 거리가 가까워지기 때문입니다. 그러나 얼음은 압력을 가하면 물이 되는 특이한 성질을 가지고 있습니다. 얼음은 입방체 모양의 결정 구조를 가지고 있습니다. 이 구조는 물 분자가 서로 멀리 떨어져 있는 구조입니다. 압력을 가하면 얼음의 결정 구조가 깨지면서 물 분자가 서로 더 가까워집니다. 이로 인해 얼음이 물이 되는 것입니다. 물에 강한 압력을 가하면 수증기가 될 수 있습니다. 이는 물 분자가 압력에 의해 분리되어 기체 상태로 변하기 때문입니다. 그러나 이러한 현상은 일반적인 상황에서는 발생하지 않습니다. 매우 높은 압력을 가해야만 일어날 수 있는 현상입니다.