과냉각된 물을 흔들면 얼어버리는 이유

Question

과냉각된 물을 흔들면 얼어버리는 이유가 궁금합니다.

얼마 전 티비를 보다가 과냉각된 물을 흔드니 얼어버리는 장면을 봤습니다.

그 이유가 무엇인가요

Answer 1

안녕하세요. 과학전문가입니다.

얼음이 어는 현상은 물분자가 강하게 결합하고 질서있게 정렬하는 반응인데, 이러한 반응이 시작되기 위해서는 얼음 핵이 필요합니다. 그래서 불순물이 없는 순수한 물은 얼음 핵(core)이 없기 때문에 영하로 내려가도 얼음이 얼지 않는 과냉각 현상이 발생하게 됩니다. 외부에서 얼음 핵 역할을 할 수있는 불순물을 넣어주거나 외부에서 충격을 주게되면 작은 얼음 입자가 생겨서 얼음핵 열할을 하게 되고, 과냉각 상태이기 때문에 매우 빠른 속도로 얼음이 어는 것을 확인할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

영하로 내려갔는데 물이 얼음으로 되지 않고 영하의 물인 상태로 있다가.

음료수 병에 가벼운 진동이라도 발생하면 순식간에 어는 현상이 있습니다.

영하 40도까지는 물이 얼지 않고 과냉각된 액체 상태로 있을 수 있다고 합니다.

과냉각상태의 물분자의 운동에너지가 얼음일 때의 운동에너지 밖에 없는 상태인데

결정적으로 물분자가 결합할 수 있는 미세한 진동이라도 발생하면 얼어버리는 현상입니다.

Answer 3

과냉각은 거의 얼기 직전의 액체에서 나타나는 현상입니다.

액체가 어는점이 지나더라도 아직 액체의 상태가 유지되는데, 이것을 과냉각이라고 합니다.

과냉각 상태에서 뚜껑을 열게 되거나 충격이 가해지게 되면, 액체를 흔들고 얼어버리게 됩니다.

즉, 과냉각 상태는 충격에 의해 쉽게 고체로 상변화가 일어나게 됩니다.