매우 추운 날씨에 호수들이 얼어 있는 것을 종종 볼 수 있는데요, 근데 보통 호수가 얼면 왜 표면에서부터 어는 건가요??

Question

안녕하세요~

매우 추운 날씨에 호수들이 얼어 있는 것을 종종 볼 수 있는데요,

근데 보통 호수가 얼면 왜 표면에서부터 어는 건가요??

Answer 1

안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.

물이 얼면 밀도가감소하여 표면부터 어는데 표면이 어느정도 얼면 단열효과가 생겨서 표면만 얼게 됩니다

Answer 2

안녕하세요. 이용준 과학전문가입니다.

지구상에 있는 물질은 상태변화할 때 부피 변화가 일어납니다. 일반적으로는 기체에서 액체로, 액체에서 고체로 변할 때 부피가 감소합니다. 질량은 그대로인데 부피가 감소하기 때문에 밀도는 증가합니다.

그러나 물은 4°C에서 부피가 최소가 됩니다. 즉 물이 얼면 부피가 증가합니다. 부피가 증가하면 밀도가 감소합니다. 따라서 호수가 얼면 얼음은 표면으로 올라오게 되고 얼음이 단열대 역할을 하여 호수 아래는 얼지 않습니다. 이것은 호수 속 생명체가 생명활동을 유지할 수 있게 해줍니다.

도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

물은 온도가 낮아질수록 밀도가 높아지는 특성을 가지고 있습니다. 따라서, 호수의 표면의 물은 온도가 낮아지면서 밀도가 높아지고, 아래로 가라앉게 됩니다. 이때, 표면의 물은 계속해서 온도가 낮아지면서 얼게 됩니다. 반면, 아래쪽의 물은 표면의 물에 의해 단열되는 효과를 받기 때문에, 온도가 낮아지는 속도가 느립니다. 따라서, 호수는 표면부터 얼게 되는 것입니다. 또한, 호수의 표면은 공기와 직접 접촉하기 때문에, 공기의 열을 빼앗기면서 더 빠르게 얼게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

호수가 얼어서 표면에서부터 얼어나는 이유는 여러 가지가 있습니다. 먼저 물은 얼음보다 밀도가 높기 때문에 물이 얼면 얼음이 물 위로 떠오르게 됩니다. 이렇게 되면 물이 얼어서 얼음이 되는 과정에서 물 위로 떠오르게 되는 얼음이 계속해서 물 위로 쌓이게 됩니다. 이렇게 쌓이는 얼음이 물 위로 떠오르면서 물이 얼어서 얼음이 되는 과정이 반복되면서 결국에는 물 위에 얼음이 쌓이게 되는 것입니다.

그리고 물은 얼음보다 열전도율이 높기 때문에 물이 얼면 얼음이 물 위로 떠오르는 것보다 더 빠르게 물 위로 열이 전달됩니다. 이렇게 되면 물 위로 열이 전달되면서 물이 얼어서 얼음이 되는 과정이 더 빠르게 진행되기 때문에 결국에는 물 위에 얼음이 쌓이게 되는 것입니다.

물은 얼음보다 빙판이 더 두껍게 형성되기 때문에 물이 얼어서 얼음이 되는 과정에서 물 위로 떠오르는 얼음이 더 두꺼워지게 됩니다. 이렇게 되면 물 위로 떠오르는 얼음이 더 두꺼워지면서 결국에는 물 위에 얼음이 쌓이게 되는 것입니다. 감사합니다.

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Answer 5

안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.

물은 온도가 낮아지면 부피가 줄어들다가 4도에서 가장 작아집니다. 그리고 그 이후로는 부피가 다시 늘어나기 시작합니다. 얼음은 물보다 부피가 약 9% 정도 더 큽니다. 따라서 물의 온도가 4도 아래로 내려가면 표면의 물은 얼음으로 변하면서 부피가 늘어나게 됩니다. 이때 표면의 얼음은 물보다 가벼워지기 때문에 물 위에 뜨게 됩니다.

호수의 표면은 공기와 접촉하기 때문에 공기의 열을 빼앗기면서 온도가 내려갑니다. 그리고 표면의 물은 온도가 내려가면서 얼기 시작합니다. 얼음이 되면서 부피가 늘어나면서 물 위에 뜨게 됩니다. 따라서 표면의 물은 얼음층으로 덮이게 되고, 그 아래의 물은 표면의 얼음층으로부터 열을 잃지 않기 때문에 얼지 않고 계속 액체 상태로 남아 있게 됩니다.

따라서 호수가 얼면 표면부터 얼게 되는 것입니다.

이러한 현상은 지구의 생명체에게 중요한 역할을 합니다. 호수의 표면이 얼어 있으면 호수의 물이 갑자기 얼어붙어 생명체가 얼어 죽는 것을 막아줍니다. 또한, 호수의 표면이 얼어 있으면 호수의 물이 증발하는 것을 막아줍니다.

Answer 6

안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.

대부분의 물질은 온도가 낮아지면 부피가 줄어듭니다

온도가 낮을 수록 밀도는 커지는것이죠.

그러나 물은 온도가 4도시보다 낮아지면 온도가 떨어질 수록 오히려 부티는 증가하여 밀도가 작아집니다

따라서 4도시에서 가장 낮은 부피 가장큰 밀도를 가집니다.

겨울에 온도가 낮아지면 표면의 물은 밀도가 커져서 호수 아래로 가라앉고 따뜻한 물은 표면위로 올라옵니다

올라온 물은 다시 차가워지면 다시 내려가는 순환작용을 반복하며 호수의 물의 온도는 차츰 내려가는데

이러한 반복작용은 호수의 물이 4도가 될까까지 반복적으로 일어납니다 그래서 4도시 아래로 더 떨어지면 오히려 밀도가 감소하여 물은 아래로 내려가지 않고 수면에 남아 있어 표면의 물이 0도에 가장먼저 도달하기 때문에 표면부터 얼게 됩니다

Answer 7

안녕하세요. 서수용 과학전문가입니다. 호수는 물로 이루어져 있어서 표면부터 얼기 시작합니다. 그 원리는 물의 특이한 수소결합 때문입니다.

Answer 8

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

물은 일반적으로 0도 미만에서 얼어서 고체가 되는데, 이는 물 분자들이 서로 결합하여 격자 구조를 형성하기 때문입니다. 얼음이 형성되면 물 분자들이 서로 밀착하게 배열되어 액체 상태보다 큰 공간을 차지하게 되므로 수체가 확장되는 현상이 발생합니다. 이때 얼음이 수면 아래로 퍼져가면서 호수의 표면부터 얼게 됩니다.

Answer 9

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.

찬공기가 맞닿는 부위가 표면이기 때문에 표면부터 기온이 떨어져 표면부터 얼기시작하는거죠.

감사합니다.