생활
얼음이 녹는 시간이 차이나는 이유가 뭘까요?
초등아이의 방학숙제로 여러 액체에서 얼음이 녹는 시간이 차이나는 이유를 설명 해야 되는데 도와 주세요 ㅠㅠ
똑같은 조건에서 탄산수,물,소금물에 같은크기의 얼음을 넣었더니 탄산수-물-소금물 순서대로 얼음이 녹았습니다.
어떤이유로 위 순서대로 얼음이 녹았는지 설명좀 해주세요.
도와주세요 ㅠㅠ
1개의 답변이 있어요!
- 실험과정에 오차가 좀 있었던 것이 아닐까 합니다.
- 그러나 발생한 실험에 오차가 왜 있었는지 기록을 한다면, 훨씬 더 많은 점수를 얻을 수도 있습니다.
- 우선, 정답을 말씀드리면, 일반적으로 먼저 녹는 순서는
1. 물
2. 소금물
3. 탄산수
이런 순서가 되겠습니다.
만약 다시 실험을 하신다면, 아래의 몇가지 조건을 갖추어주시길, 그 조건을 실험리포트에 적으시면 점수는 대박입니다.^^
1. 먹지 않은 컵라면 용기(단열 짱)에 하시구요.
2. 물 또는 음료를 담아서 실험할 곳에 그냥 1시간 방치를 하셔야 합니다. 그러면 실험을 시작할 때, 용액들의 온도가 거의 같아집니다.
3. 얼음을 충분히 많이 하셔야 합니다. 사각얼음 5개 정도, 그래야 시각적으로 얼음의 녹음 정도 확연히 알 수 있게 되거든요.
4. 만약 0.1g을 잴 수 있는 저울이 있다면, 한 3분 후에 동시에 꺼내서 무게를 달면 가장 정확한 실험결과를 얻을 수도 있습니다.
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탄산수와 소금물의 차이는 농도, 그릇의 모양, 탄산수의 성분 등에 따라 순서가 바뀔 가능성이 충분히 있습니다.
- 얼음이 왜 이런 순서로 녹는 이유를 초등생과 중등생 수준에서 말씀드리면 다음과 같습니다.
-> 얼음의 녹는 속도는 얼음과 용액의 접촉면적이 큰 순서에 영향이 있습니다. 순수한 물과 얼음은 분자들의 모양이 비슷하기 때문에 서로 잘 어울려서 열전달을 쉽게 합니다.
그러나, 소금물이나 탄산수처럼 다른 물질이 혼합된 용액은 물 분자들 사이에 그 불순물들이 끼어서 물 분자들 간의 접촉면적을 줄이는 역할을 하게 되죠. 그래서 용액에서 얼음으로의 열전달이 느려지게 되고, 얼음은 느리게 녹게 됩니다.
또한, 탄산수(사이다 등)에는 미세한 기포가 발생합니다. 우리가 에어캡이라고 부르는 뽁뽁이의 경우 추울 때 둘둘 말고 있으면 따듯하죠. 마치 옛날에 에어매리 내복처럼요. 마찬가지입니다. 탄산수에서 발생하는 미세한 기포들 때문에 물과 용액사이에서 열전달이 줄어들게 됩니다(보온효과). 그래서 일반적으로는 소금물 보다 더 얼음의 녹는 속도를 느리게 합니다.
우유의 경우에는 탄산수의 '기포'의 역할을 하는 것이 '지방막'입니다. 얼음과 용액 사이에 형성되는 그 지방막 또한 보온효과가 있어서 용액에서 얼음으로의 열전달이 차단되게 되고 결과적으로 얼음이 느리게 녹죠.
전체적으로 실제 얼음이 빨리 녹는 순서는
물 > 소금물 > 탄산수 > 우유... 이렇습니다.
실제 초 중등 과학교육에서 원하는 것은 고급스러운 이론을 밝히는 것이 아닙니다.
얼마나 실험을 꼼꼼하게 했으며, 실험한 결과를 멀마나 꼼쫌하게 정리를 잘 했느냐가 가장 중요한 포인트 입니다.
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- 실제로 얼음이 여러 가지 용액에 녹는 속도의 차이는 한 가지만 있는 것이 아닙니다.
- 궁금하신 부모님을 위해 조금 부연한다면,
(이것은 진짜 과학적 원리를 궁금해하시는 어른을 위한 대학원 수준의 원리입니다.)
- 물질의 밀도가 가장 큰 역할을 합니다. 혼합물(소금물 등)은 순수한 물보다 밀도가 크기 때문에 얼음에서 물로 변한 물이 그냥 위에 떠 있게 됩니다. 그리니까 위에 떠 있는 용액은 얼음에서 금방 녹은 매우 찬 용액이 되겠죠. 반면에, 순수한 물의 경우는 왜 얼음이 빨리 녹느냐 하면, 물은 차가울수록 밀도가 커집니다. 그러니까 얼음에서 나온 물은 곧바로 컵의 아래로 내려가게 됩니다. 그러니까 컵 아래 있던 더운물이 무거운 밀도로 인해 아래로 내려온 차가운 물 때문에 위로 쫓겨나게 되거든요.
그래서 얼음이 있는 위쪽 온도가 높아지게 되며 결국 얼음이 빨리 녹게 되는 것입니다.
부디 실험 잘 마무리하시기 바랍니다.~~!!