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.