사람들이 빙산의 일각이라고 말하는데

Question

사람들이 빙산의 일각이라는거처럼 위에떠있는거고 아래에 잠겨진 부위가 엄청 크다는데 얼음은 왜 일부분만 떠있게되는건가요??

Answer 1

안녕하세요.

물은 액체에서 고체로 변할 때 결정 구조를 띕니다.

이 때 물 분자사이의 거리가 멀어지게 되어 무피가 커지게 되는데

부피가 커지며 밀도가 작아집니다.

물의 밀도를 1로 보면 얼음은 약 0.9 정도 되기 때문에

물에 뜨게 된다면 얼음의 약 10%정도가 수면 위로 올라옵니다.

Answer 2

안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.

물의 밀도는 1g/㎖, 물 100g의 부피는 100㎖/ 얼음의 밀도는 0.91g/㎖로, 얼음 100g의 부피는 110㎖

물 속에 빠진 물체의 부피와 같은 양의 물이 물체의 무게로 인한 중력의 반대 방향으로 밀어 올리는 힘을 발생시키는데 만약 100g의 얼음을 물 속에 넣는다고 생각해 보면

중력은 얼음의 무게 100g, 부력은 얼음 100g의 부피 110㎖의 힘, 즉 물 110g 입니다.

그렇다면 부력이 중력보다 우세하므로, 얼음은 중력과 부력이 같아질 때까지 떠오르게 됩니다. 그럼 언제 중력과 부력은 같아질까? 쉽게 생각하면 부력이 중력과 같은 100g이 될 때입니다.

이때 가라앉은 얼음의 부피는 100㎖가 되므로, 얼음이 다 녹아도 이 부분만을 메워 더 넘칠 게 없습니다.

빙산도 물 컵에 얼음이 떠오르는 것과 같은 원리로 바닷물 위에 떠있는데 물 컵에 떠있는 얼음 100g의 예에서 전체 얼음 부피 110㎖ 중 물 컵 아래 가라앉은 얼음의 부피는 100㎖이므로 비율로 따지면 91%정도입니다. 즉 흔히 말하는 ‘빙산의 일각’이란 9% 정도입니다.

물론 바닷물의 밀도가 1보다 크기 때문에 실제 빙산의 일각은 이보다는 더 큽니다.

만약 바닷물의 밀도가 1.1g/㎖라고 한다면 빙산의 일각이란 전체의 약 17% 정도 될것 같습니다.

Answer 3

물은 4도 온도에서 밀도가 가장 무겁습니다.

즉, 4도의 물은 밑으로 가라앉게 되고 더 차가운 물(얼음이 되려는 물)은 올라오게 되어 순환이 이루어집니다.

실제 얼음은 물보다 약 밀도가 10%가 작으므로, 전체의 10%만 물 위에 떠있게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

빙산은 얼음 덩어리입니다. 물의 경우 액체 상태에서 고체 상태인 얼음이 될 때 부피가 커지는 특징이 있습니다. 그래서 고체가 되면서 부피가 증가하여 물보다 밀도가 낮아지게되면서 물 위에 둥둥 뜰 수 있는 것이죠. 또한, 물에서 얼음으로 증가한 부피만큼 수면 위로 나오게 되는데, 그 부피가 증가한 비율이 9%정도 커지므로 9%의 부분이 수면위로 드러나게 되는 것이죠. 즉, 이러한 현상 때문에 빙산의 일각이라는 말이 나온 것입니다.