고체이니 유리가 흐를 수 있나요?

Question

얼마 전 어느 다큐멘터리에서 유리가 고체이지만 오랜 세월동안 아래로 흐르고있다고 했습니다.

유리가 고체인데 아래로 흐른다는 말은 무엇이며

그 이유에 대해 궁금합니다.

유리의 분자구조가 SiO2 인 것으로 알고 있습니다.

그냥 일반적인 설명만 해주셔도 좋겠지만,

분자구조와 관련하여 설명해주시면 정말 감사하겠습니다.

Answer 1

안녕하세요. 과학전문가입니다.

모든 물질은 절대영도(섭씨 -273.15도)가 아닌한 '움직임'을 가지고 있습니다. 다만, 유리와 같은 고체는 매우 느려서 마치 안움직이는 것처럼 보이는 것이지요. 오래된 성당의 스테인 글라스의 경우 중력의 영향을 받아 유리의 아래쪽이 두껍고, 윗쪽이 얇아지는 현상도 바로 이것이지요.

우리가 보는 시간에서는 정지한 것처럼 보이지만, 그 시간을 매우 길게 보면 움직인다는 뜻이죠.

유리가 녹는 매우 높은 온도에 둔다면, 유리는 당연히 흐르겠지요?

예를 들어서 개미가 1km의 거리를 움직인다고 생각해 보겠습니다. 1km가 한눈에 보이는 거리에서 개미가 얼마나 움직였는지 30초간 본다고하면 개미는 거의 움직이지 않는 것처럼 보일겁니다. 하지만, 하루를 지켜본다고 한다면 분명 움직인 거리가 잘 보일 것이라 생각됩니다.

분자구조적으로 설명 드릴 것은 분자구조가 매우 간단하여 딱히 안정한 상태를 찾아가거나 하는 그러한 움직임보다는 주변에 작용하는 압력, 중력과 같은 것에 의해 조금씩 움직이는 것에 가깝습니다.

예를 들어, '슬라임' 같은 것은 과하게 늘려놓으면 줄어들지요? 구조적으로 그 형태가 더 안정하기 때문입니다. 분자레벨에서 보면 고분자 체인들이 엉켜있을 것인데, 이를 쭉 펴서 다 늘려놓은 형태보다 실타래처럼 엉켜있는 형태가 더 안정하기 때문입니다.

Answer 2

유리가 딱딱하기 때문에 고체라고 생각할 수 있지만,

유리의 분자 배열이 그물처럼 얽혀 있습니다.

즉, 과학적으로 "고체"라고 인정받으려면 분자 배열이 규칙적으로 배열되어야 합니다.

따라서 물리적으로 액체에 더 가까운 상태입니다.

Answer 3

유리는 고체이며, 분자구조가 SiO2로 이루어져 있습니다. 그러나 매우 높은 온도에서 유리는 녹아서 액체가 될 수 있습니다. 다큐멘터리에서 유리가 오랜 세월동안 아래로 흐르는 것은 실제로는 중력에 의해 조금씩 변형되는 것이며, 미세한 이동을 보인다는 뜻입니다. 이는 분자구조의 불규칙한 배열과 관련이 있습니다.