차가운 물보다 뜨거운 물이 더 빨리 어는 이유는 무엇인가요?
냉동고에 뜨거운 물과 차가운 물을 같이 놓았을 때 뜨거운 물이 더 빨리 언다고 합니다.
뜨거운 물은 온도가 높고, 차가운 물은 원래 온도가 낮으니까 차가운 물이 얼음이 더 빨리 되어야 하는거 아닌가요?
왜 뜨거운 물이 더 빨리 얼까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
1. 증발과 대류: 뜨거운 물은 빠르게 증발하고 대류가 발생할 수 있습니다. 이로 인해 뜨거운 물은 얼음과 물 사이의 열 전달이 더 효과적으로 이루어질 수 있으며, 빨리 냉각될 수 있습니다.
2. 수소 결합: 뜨거운 물은 수소 결합이 더 약해질 수 있습니다. 수소 결합은 물 분자 간의 결합력을 나타내는데, 뜨거운 물은 분자 간의 상호작용이 약해져 얼음으로의 전이가 빠를 수 있습니다.
3. 인접 분자 구조: 뜨거운 물은 더 높은 온도로 인해 인접한 분자들 간의 구조가 변경될 수 있습니다. 이로 인해 물 분자들의 배치가 바뀌어 얼음으로의 전이가 빨라질 수 있습니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
뜨거운 물이 차가운 물보다 더 빨리 어는 이유는 음펨바 효과라고 불리는 현상으로, 아직까지 정확한 원인이 밝혀지지 않았습니다. 하지만, 다음과 같은 몇 가지 가설이 있습니다.
대류 때문이라는 가설입니다. 뜨거운 물은 차가운 물보다 밀도가 낮기 때문에, 표면에서부터 차가운 공기와 만나면서 열을 빼앗기게 됩니다. 이로 인해, 뜨거운 물은 표면부터 차가워지면서 내부의 열을 밖으로 빼앗아 가게 됩니다. 반면, 차가운 물은 표면이 차가워지면서도 내부의 열이 잘 빠져나가지 않기 때문에, 뜨거운 물보다 더 오래 걸려 얼게 됩니다.
과냉각때문이라는 가설입니다. 물이 0℃에서 바로 얼지 않고, 일정한 온도에서 액체 상태로 유지되는 현상을 과냉각이라고 합니다. 차가운 물은 과냉각 상태가 되기 쉽지만, 뜨거운 물은 과냉각 상태가 되기 어렵습니다. 따라서, 뜨거운 물은 과냉각 상태에서 벗어나 얼게 되면, 차가운 물보다 더 빠르게 얼게 됩니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
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냉동고에 뜨거운 물과 차가운 물을 같이 놓았을 때 뜨거운 물이 더 빨리 언다는 것은 맞는 말씀입니다.
이는 물의 물리적 특성 때문입니다. 물은 온도가 낮아지면서 분자들이 서로 더 밀집하게 모이게 되는데 이 과정에서 분자들이 서로 충돌하면서 열이 방출됩니다. 따라서 온도가 낮아지는 과정에서도 물은 계속해서 열을 방출하게 되는데 이 열이 차가운 물을 더 빨리 얼리게 만드는 것입니다.
하지만 뜨거운 물은 이미 높은 온도를 가지고 있기 때문에 열을 방출하는 과정이 더 느리게 진행됩니다. 따라서 차가운 물보다는 뜨거운 물이 더 빨리 얼어지지 않는 것입니다.
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안녕하세요. 안상우 과학전문가입니다.
물이 얼기 위해서는 물에 있던 열기가 밖으로 잘 빠져야 합니다 뜨거운 물의 경우 차가운 곳에 있게 되면 차가운 곳이 얼게 되면서 안쪽에 뜨거운 물과에 온도 차이가 크기 때문에 물이 빠르게 움직이게 됩니다 이렇게 빠르게 움직이게 되면 물 밖으로 열이 더 빨리 나갈 수 있기 때문에 그렇지 않은 물보다 더 빨리 얼게 됩니다
안녕하세요. 장대은 과학전문가입니다.
뜨거운 물의 경우 외부에 접한 위쪽 물이 식으면서 안쪽의 물과 온도차가 커지기 때문에 뜨거운 물은 차가운 물보다 대류현상이 더 활발하게 일어나 바깥으로 열을 더 빨리 빼앗긴다는 원리입니다 ^^
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
뜨거운 물이 차가운 물보다 빨리 언다’는 음펨바 효과는 발표 이후 약 50여년 동안 과학자들이 결론을 내리지 못한 영역입니다. 찬물이 얼지 않은 상태로 0℃ 이하로 떨어지는 과냉각 현상 때문이라는 해석도 있고 뜨거운 물을 냉동고에 넣으면 증기압이 높아지기 때문이라는 설명도 있습니다.