액체를 흔들면 차가워지는 이유?

Question

캔이나 플라스틱 통에 담긴 액체를 흔들면 마셨을 땐 온도의 차이가 느껴지지 않지만 표면을 만졌을 때 손에 차갑게 느껴지더라구요 이유가 뭔가요?

ex) 캔커피, 삼다수, 물병 등등

Answer 1

안녕하세요. 장대은 과학전문가입니다.

차가온 액체가 벽면에 닿아서 벽면은 더 차가워져서 그렇게 느낄 수도 있지만 액체의 온도는 올라갑니다. 벽면과의 열교환도 있을 것이고 흔드는 에너지의 일부가 액체 입자에 전달될 테니까요

Answer 2

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

액체를 흔들면 액체 내부의 에너지가 증가하게 됩니다.

그리고 이 에너지는 액체의 분자들이 빠르게 움직이면서 발생하는 열 에너지로 변환됩니다. 보통 이 열 에너지는 액체의 온도를 높이는 데 사용되지만, 오히려 액체가 담긴 용기의 표면으로 전달되면서 용기를 뜨겁게 만들 수도 있습니다.

하지만 보통 액체의 중심은 차갑지만 외부로 갈수록 표면에 열을 빼앗기며 좀 더 따뜻할 수 있습니다. 이 상태에서 흔들게 되면 전체적으로 액체가 섞이며 외부는 차가워지고 중심은 따뜻해지는 열평형이 발생할 수 있어 표면이 차갑게 느껴질 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

액체를 흔들었을 때 온도의 차이가 느껴지지 않는 이유는 액체의 온도가 균일하게 혼합되기 때문입니다. 액체의 입자들은 서로 빠르게 움직이고 상대적으로 가까이 위치해 있기 때문에, 흔들림에 따라 온도가 균일하게 분포됩니다. 따라서, 액체를 마실 때 온도의 차이를 크게 느끼지 않게 됩니다.

반면에, 액체 표면을 만졌을 때 손에 차갑게 느껴지는 이유는 열 전달과 관련이 있습니다. 플라스틱이나 금속 표면은 열을 빠르게 전달하는 능력이 있습니다. 따라서, 손이나 피부와 접촉할 때 열이 표면에서 손으로 전달되어 손에 차가움을 느끼게 됩니다. 이는 액체의 온도와는 별개로 표면물질의 열 전달 특성에 의한 것입니다.