컵에 차가운 액체를 넣으면 왜 물방울이 맺히나요?
컵에 차가운 물이나 음료수를 넣으면
컵 외부에 물방울이 맺히곤 하잖아요.
왜 그런걸까요?
뜨거운것을 넣었다고 외부에 물방울이 맺힌거는 못 봤거든요.
뭐 때문에 그런건지 원리가 궁금해요!!
안녕하세요. 한선옥 과학전문가입니다.
컵 주변에 공기에 수증기가 포함되어 있습니다
수증기는 온도가 높을 수록 많은양의 수증기를 포함합니다
수증기는 눈에 보이지 않습니다
방안에 빨래를 널었는데 마르고 나면 수증기가 방안에 뿌옇게 안보이는 것과 같은 원리입니다
컵주변의 온도가 낮아지면 컵주변의 공기속의 수증기는 더이상 기체상태로 있지못하고 액체로 되어 컵표면에 뿌옇게 액체로 변해 있는것입니다
겨울에 안경을 끼고 차를 타면 차안에서 안경이 뿌옇게 되는 원리와 같습니다
차가운 액체를 담은 컵의 표면에 물방울이 맺히는 이유는 이슬 현상입니다. 공기 중에는 항상 수증기가 존재하며, 차가운 표면과 접촉하면 수증기가 응축되어 물방울 형태로 표면에 맺히게 됩니다. 이는 차가운 액체가 주변 공기보다 냉각되어 그 부근의 공기가 더 이상 수증기를 유지하지 못해 응축되는 현상입니다. 반면, 뜨거운 액체를 담은 컵의 표면에는 주변 공기보다 높은 온도로 인해 수증기가 증발하기 때문에 물방울이 맺히지 않습니다.
안녕하세요. 강인석 박사입니다.
공기에는 항상 수분이 포함되어 있습니다. 공기의 압력과 온도에 따라 그 수분의 양이 달라집니다. 공기 1m^3 안에 포함되어 있는 물의 질량을 표기한 것이 절대습도입니다. 상대습도란 그 공기의 온도와 압력에서 수분을 최대한 포함할 수 있는 양을 100g 이라고 가정하고 실제 포함되어 있는 수분 양을 50g이라고 한다면 상대습도는 50%=(50/100)x100 입니다. 즉 최대로 포함할 수 있는 수분량에 대한 실제 수분량의 비를 백분율로 표기한 값입니다. 그런데 온도가 내려가면 공기 중에 최대로 포함할 수 있는 수분량이 감소합니다. 이제 가정을 하죠. 컵의 주위에 형성되어 있는 온도와 압력에서 상대습도가 50%인 공기가 있다고 하죠. 이 공기는 최대로 100g/m^3 의 물을 포함할 수 있는 공기입니다. 그렇다면 현재 이 공기는 50g/m^3의 물을 포함하고 있을 것입니다. 그런데 컵에 공기보다 차가운 물을 넣었고 컵의 표면에 닿아 있는 공기는 차가운 물과 열교환을 하여 차가운 물의 온도에 근접하게 온도가 내려갑니다. 그 온도에서는 공기가 최대로 포함할 수 있는 수분량이 40g/m^3 이라고 하죠, 이렇게 되면 10g/m^3 수분량 만큼을 더 포함하게 된 상태(과포화 상태라 합니다.)가 되고 과포화된 수분은 액체가 되어 공기에서 나와야 합니다. 왜냐하면 이 온도에서 최대로 포함할 수 있는 수분량이 40g/m^3인데 원래 50g/m^3을 가지고 있으므로 10g/m^3 을 내 나야 하는 것입니다. 임의의 온도와 압력에서 압력을 유지한 상태로 온도가 내려가면서 처음 물이 맺치는 온도를 이슬점이라고 합니다. 이러한 원리로 물이 맺치게 되는 것입니다. 쉽게 설명하려 했는데 모르겠네요..... 도움이 되시길.....
안녕하세요. 배영광 과학전문가입니다.
차가운 물이나 음료수가 온도가 주변의 열을 빼앗아 오면서 주변의 수증기가 물로 변하기 때문입니다.
공기 중에는 수증기들이 있는데, 이 수증기들이 차가운 물에게 열을 주고 수증기가 액화되어 물로 변하게 되며 물이 맺히는 것입니다.
감사합니다.
안녕하세요.
물은 온도에 따라서 기체, 액체, 고체로 존재하게 됩니다.
따라서 컵 외부에 물방울이 맺히는 이유는 공기 중에는 일부 수분을 포함하고 있는데, 이러한 수증기가 차가운 물이나 음료가 담긴 컵 주변의 낮은 온도로 인하여, 급격히 액화됨으로써 물방울이 맺히게 된답니다.
