물이 얼면 마찰력도 작아지는 이유는 뭔가요?

Question

안녕하세요

물이 얼어 얼음이 되었을때는 마찰력이 거의 없다시피 느낄정도로 마찰력이 없어

잘 미끄러집니다.

문득 궁금한데 물이나 얼음이나 같은 물질인데 왜 얼면 마찰력이 차이가 나는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

물이 얼면 마찰력이 작아지는 이유는 물이 얼어서 고체 상태가 되면서 분자 간 거리가 멀어지기 때문입니다. 물이 고체 상태로 변하면 분자 간 거리가 멀어지면서 분자 간 상호작용이 약해지게 되며, 이는 마찰력이 감소하는 원인이 됩니다.

또한, 물이 얼면 표면이 매우 매끄러워지기 때문에, 냉각된 물 위에서 물체가 움직이면 마찰력이 작용하지 않아 물체가 쉽게 움직이게 됩니다. 이러한 이유로, 얼음 위에서 미끄러지는 현상이 발생하며, 이는 마찰력이 감소하는 결과입니다.

Answer 2

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

물이 얼면 마찰력이 작아지는 이유는 물이 얼기 위해서는 분자들이 서로 규칙적으로 배열되어야 하기 때문입니다. 얼음은 정렬된 격자 구조를 가지며, 분자들이 서로 근접하여 결합합니다. 이러한 구조는 분자 간의 상대적인 이동을 제한하고, 따라서 마찰력을 줄입니다.

Answer 3

물이 얼면 마찰력이 작아지는 이유는 분자 구조와 결합력의 변화 때문입니다.

1. 분자 구조: 물은 액체 상태일 때 분자들이 상대적으로 자유롭게 이동하며 서로에게 미치는 인력력과 상호작용합니다. 그러나 얼음은 분자들이 정렬되고 격자 구조를 형성합니다. 이 격자 구조는 분자 간의 거리를 일정하게 유지하므로 물 분자 간의 상호작용이 액체 상태보다 더 강해집니다.

2. 결합력: 얼음은 물 분자 간의 수소 결합이 더 강화됩니다. 물 분자는 수소 원자와 산소 원자로 이루어져 있으며 수소 원자가 산소 원자에게 양성 극성을 가지고 있습니다. 이로 인해 얼음에서는 수소 결합이 형성되어 분자 간에 추가적인 결합력을 만듭니다. 이러한 수소 결합은 물 분자를 격자 안에 고정시키고 더 강한 분자 간 결합을 유발합니다.

따라서 얼음은 분자 간의 상호작용이 액체 상태보다 강력하며 더 밀도가 높은 구조를 가지기 때문에 얼음 위에서 물체가 미끄러지기 어렵습니다. 이로 인해 얼음 위에서는 마찰력이 상대적으로 작아지게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 김채원 과학전문가입니다.

대부분의 학자들이 주장하는 바로는 수막현상입니다.

얼음에 압력이 가해지며 얼음과 압력을 가하는 물체 사이에 얇은 물 층인 수막이 만들어지는데, 이 수막이 물체와 얼음 분자끼리 얽히는것을 방해하기 때문에 마찰력이 크게 감소하는 원리라고 합니다.

Answer 5

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

얼음이 미끄러운 이유는 물층과 닿는 물질 사이에 물층이 약간 존재하면서 마찰력이 크게 떨어지기 때문이라고 합니다.
이러한 물층은 얼음뿐만아니라 아스팔트위에 얇게깔린 빗물에서 타이어가 잘 미끄러지는 이유와 비슷합니다.

타이어는 이러한 작용을 피하기 위해 물층을 부수고 물이 타이어 사이사이 낄 수 있도록 홈을 깊게파고 여러 무늬를 내놓게 됩니다.

Answer 6

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

물과 얼음은 같은 물질이지만, 구조가 다르기 때문에 마찰력이 차이가 납니다. 물은 분자 간의 결합이 약한 반면, 얼음은 분자 간의 결합이 강합니다. 따라서, 물은 분자 간의 움직임이 자유롭지만, 얼음은 분자 간의 움직임이 제한됩니다.

물은 분자 간의 움직임이 자유롭기 때문에, 물체가 물 위를 지나갈 때 분자 간의 마찰력이 발생합니다. 그러나 얼음은 분자 간의 움직임이 제한되기 때문에, 물체가 얼음 위를 지나갈 때 분자 간의 마찰력이 거의 발생하지 않습니다.

또한, 물은 얼음보다 표면 장력이 낮습니다. 표면 장력은 물의 표면이 팽팽하게 유지되는 힘을 말합니다. 표면 장력이 낮을수록 물체가 물 위를 지나갈 때 물의 표면이 쉽게 찢어져 마찰력이 감소합니다.

결론적으로, 물과 얼음은 같은 물질이지만, 구조와 표면 장력의 차이로 인해 마찰력이 차이가 납니다.

Answer 7

안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.

물이 얼면 마찰력이 작아지는 이유는 첫째, 물은 얼면 결정 구조를 형성합니다. 이 결정 구조는 물 분자가 서로 붙어 있는 형태로, 마찰을 줄여줍니다. 둘째, 얼음은 물이 액체일 때보다 밀도가 낮습니다. 밀도가 낮은 물질은 마찰이 작습니다. 셋째, 얼음은 물이 액체일 때보다 표면장력이 낮습니다. 표면장력이 낮은 물질은 마찰이 작습니다. 이러한 이유로 물이 얼면 마찰력이 작아집니다.