겨울에 호수나 강의 수면부터 어는 이유는 무엇 때문인가요?
겨울철에 호수나 강의 수면이 얼어붙는 원리와 그 이유에 대해 알려주세요. 물이 얼어붙는 과정에서 중요한 역할을 하는 열전달은 어떻게 작용하나요? 물의 얼음 형성 과정에서 열전달이 어떻게 작용하는지에 대해 알려주세요.안녕하세요. 김칠영 과학전문가입니다.
겨울철에 공기가 차갑기 때문에 찬 공기랑 접촉하는 표면부터 얼어 붙게 되겠죠. 물이 얼면서 부피가 늘어나기 때문에 (=가벼워짐) 위쪽으로 떠올라서 물의 표면만 얼게 됩니다.
특별한 원리라기 보다는 찬 공기와 접촉하는 부분이 열을 뺐기니까 얼음이 되는거고, 만약 얼음이 물보다 무거웠다면, 얼음이 가라앉으면서 겨울에는 물 전체가 얼어붙게 될 것 같습니다.
안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.
수면이 가장 먼저 차가워 집니다. 그 이유는 외부의 바람에 의해서 수면의 온도가 가장 먼저 내려가기 때문입니다.
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
어떤 물질 1kg의 온도를 1K(또는 1℃) 높이는데 필요한 열량을 그 물질의 비열(specific heat)이라고 하지요.
대체로 액체의 비열은 크고 고체의 비열은 작습니다.
또한 물의 비열은 4186J/Kg.K (1Kcal/kg,K)로 액체,고체중에서 가장 큽니다.
그래서 물은 다른 물질보다 비열이 크므로 온도 변화가 크지 않습니다
그래서 겨울에 온도가 낮아지면 물쪽 보다 대륙쪽이 온도가 더 많이 내려가므로 대륙쪽에 가까운 호수의 가장자리가 먼저 어는 거죠안녕하세요. 안상우 과학전문가입니다.
물이 물에 표면부터 오는 원인은 물의 표면이 더 차갑기 때문입니다.
표면이 영하까지 된다면 물은 비열이 높기 때문에 위에서부터 차가워지게 됩니다.
결과적으로 0도 아래로 내려간 부위부터 얼게 됩니다.
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.
강이 수면부터 어는 이유는 낮은 온도를 수면부터 접하기 때문입니다.
강속은 수면만큼 온도를 받지 못합니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
겨울철에 호수나 강이 수면부터 어는 이유는 바로 물의 온도에 따른 밀도 변화가 약간 특이하기 때문입니다
물은 온도가 낮아지면서 섭씨4도까지는 밀도가 커집니다. 하지만 섭씨4도를 지나 3도 2도 이렇게 내려갈 때 이구간은 밀도가 줄어들게 되는 현상이 일어나죠.즉 물의 온도가 내려가게 되면 4도씨의 물들은 밀도가 커서 아래로 내려가려고 하고 0도씨에 가까운 물들은 밀도가 작아서 물의 표면으로 올라옵니다 합니다. 결국 표면의 물들이 온도가 더 낮다는 것이죠.
따라서 물은 표면부터 얼게 됩니다. 이러한 물의 특성때문에 현재 지구의 수상생물들이 살아갈 수 있죠. 만약 물이 바닥부터 얼었다면 바닥에 얼어붙은 물은 여름에도 위의 물층때문에 에너지가 차단되어 그내로 얼어있기 때문에 나중에는 얼음층이 매우커져 수상생물들이 살 수 없게 됩니다.안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
지표면의 온도가 낮아지면, 수면의 온도도 낮아집니다. 수면의 온도가 0℃ 이하로 내려가면, 수면의 표면이 얼음이 됩니다. 얼음이 된 수면은 열을 잘 전달하지 못하기 때문에, 수면 아래의 온도는 그대로 유지됩니다. 따라서, 수면 아래의 물이 얼지 않고 액체 상태로 유지됩니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.
강이나 호수의 표면부터 어는 이유는 표면에서 열을 많이 빼앗기기 때문입니다.
공기중의 차가운 공기와 직접 닿아 열량을 많이 빼앗기고 물속은 열전달에 의해 차츰 열을 빼앗겨 얼음이 두꺼워지는 것입니다.
안녕하세요. 장대은 과학전문가입니다.
물이 위부터 어는것은 열전달의 원리보다 밀도와 관련이 있습니다
일단 온도가 섭씨 4도보다 더 떨어지게 되면 수면의 냉각된 물의 밀도가 더 낮으므로 그 자리에 머무르게 되어,
위에서부터 층을 이루며 냉각될 것입니다
따라서 온도가 영하로 내려가도 수면부터 얼음이 형성되겠지요
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