토양 내 공극속 물/액체에 젖는다는 건 어떤건가요?

Question

1. 컵 속에 자갈이나 모래 등을 넣고 물을 부은 후 다시 물을 다시 빼내도 처음 부은 만큼의 물이 나오진 않는다 하는데요(중력으로) 이게 모래와 자갈 내의 막혀있는? 공극에 물이 갇혀있어서 빠지지 않는 것인지, 물이 토양입자에 흡수돼어(?)안 나오는 것인지 궁금합니다.

2. 위의 내용과 연관해서 면으로 된 옷에 물이 묻으면 시간이 지나면 말라서 건조해지지만 종이에 물이 묻으면 종이가 다시 말랐을 때 쭈글쭈글해 지잖아요.

옷의 경우는 물분자가 그냥 섬유에 부착됐다가 다시 날아간 것인거고 종이의 경우에는 물분자가 종이와 화학적인 반응이 일어나서 종이가 원래대로 돌아오지 못하는 건가요?(비가역반응과 같이..?)

Answer 1

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

1. 컵 속에 자갈이나 모래 등을 넣고 물을 부은 후 다시 물을 다시 빼내도 처음 부은 만큼의 물이 나오진 않는다 하는데요(중력으로) 이게 모래와 자갈 내의 막혀있는? 공극에 물이 갇혀있어서 빠지지 않는 것인지, 물이 토양입자에 흡수돼어(?)안 나오는 것인지 궁금합니다.

자갈이나 모래에도 분자가 들어갈만한 틈이 존재할 경우도 있습니다. 또한 자갈이나 모래 표면에 물이 묻게 되면 표면적이 넓어져 증발이 잘일어납니다. 그리고 모래와 모래, 자갈과 모래, 자갈과 자갈 사이에 물 분자가 낄 수 있습니다. 왜냐하면 물의 표면장력에 의해 작은 틈사이로 떨어지지 않고 견딜 수 있기 때문이죠. 그래서 물을 다시 빼내도 처음 부은 만큼의 물이 나오지 않죠.

2. 위의 내용과 연관해서 면으로 된 옷에 물이 묻으면 시간이 지나면 말라서 건조해지지만 종이에 물이 묻으면 종이가 다시 말랐을 때 쭈글쭈글해 지잖아요.

옷의 경우는 물분자가 그냥 섬유에 부착됐다가 다시 날아간 것인거고 종이의 경우에는 물분자가 종이와 화학적인 반응이 일어나서 종이가 원래대로 돌아오지 못하는 건가요?(비가역반응과 같이..?)

종이는 분자들로 이루어져 있으며, 분자간의 간격이 존재하는데 이 간격 사이로 물이 스며들 수 있습니다. 그렇게 되면 종이 분자 사이에 물질이 끼는 경우로 결합을 깨뜨리게됩니다. 그리고 다시 물이 증발하면 종이 분자의 결합은 깨져 있게 되죠. 그래서 물에 젖었다 마른 종이는 쭈글쭈글해지는것입니다.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 2

1. 컵 속의 자갈이나 모래에 물이 붙기 때문입니다.

물은 표면장력이 매우 강한 액체이기 때문에 잘 떨어지지 않으려는 성질이 있습니다.

토양입자에 흡수되는 것은 아닙니다.

2.종이의 성분에는 젤라틴이라는 성분이 포함되어 있습니다.
이 성분은 종이를 만들 때 종이 분자 사이사이에 끼어있는데,
물 분자에 의해 종이 분자가 파괴되면, 젤라틴이 녹아 부피가 줄어들고, 모양에 변화가 생깁니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

1. 흙에 섞인 물분자의 부착력(주변 친수성 물질과 붙으려는 힘)때문에 자갈 사이사이에 물분자들이 붙어있기때문입니다.

2. 물이 섬유질에 닿으면 섬유구조를 약간 변형하거나 끊어내게 되는데 이것들이 우리눈에는 주름으로 보입니다.
옷의 섬유가 종이의 섬유보다 부드럽고 질기기 때문에 주름이 덜 지거나 적게보이는 것이지 주름이 안생기지는 않습니다.
섬유가 매우 단단한 석유화학제품들의 경우에는 주름이 없을 수 있습니다.

즉, 물리적인 이유로 섬유가 망가지거나 접혀서 주름이 진다고 볼 수 있으므로 화학적 반응과는 다릅니다.

감사합니다.