얼음이 어는 과학적인 이유는 무엇인가요?
우리는 날씨가 추우면 누구나 얼음이 언다는 것은 알고 있는데, 그 얼음이 어떻게 해서 얼게 되는지, 그 과학적인 원리가 알고 싶어요.
10개의 답변이 있어요!안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
상온에 있던 물 분자 구조가 온도가 내려가면서 결정 형태가 바뀌게 됩니다. 이 과정에서 고체 형태의 결정이 되고 얼음이 되는 것 입니다.
안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.
물체는 기체,액체,고체로 형태를 가지고 있습니다. 고유의 온도에 따라 성질이 변하는데 물은 0도시에 얼게되며, 분자간의 거리가 좁혀진 상태로 딱딱해지는게 얼음입니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
얼음이 어는 과학적인 이유는 물 분자의 구조와 밀도에 관련이 있습니다.
순수한 물은 0도가 되면 얼음으로 변하게 됩니다. 이는 0도에서 물 분자의 구조가 결정 형태로 재배열되기 때문입니다.
물 분자는 하나의 산소 원자와 두 개의 수소 원자가 공유 결합으로 서로 강하게 결합되어 있습니다. 물 분자는 또한 이웃한 물 분자의 양전하를 띤 수소 원자와 음전하를 띤 산소 원자 사이의 약한 화학 결합, 즉 수소 결합에 의해 서로 끌어당깁니다. 하지만 물이 4도 이하로 냉각되면 수소 결합이 조정되어 음전하를 띤 산소 원자를 분리하고 온도가 낮아짐에 따라 얼음으로 알려진 결정 격자를 생성하는 것입니다.
안녕하세요. 김동준 과학전문가입니다.
어는이유 3가지
1.온도가 0도 이하 낮아졌기 때문에.
2.온도가 낮아져서 상태변화가 되었기 때문에
3.액체 상태에서 온도변화로 사용되던 에너지가 상태변화로 사용되면서 고체상태가 되었기 때문에
라고 할 수 있겠네요
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
물은 분자들을 이루는 수소와 산소 원자가 서로 강한 인력으로 결합되어 있습니다. 이 인력은 물 분자들을 서로 끌어당겨 액체 상태로 유지시킵니다. 그러나, 온도가 낮아지면 물 분자들의 운동 에너지가 감소하게 됩니다. 운동 에너지가 감소하면 물 분자들이 서로 끌어당기는 힘이 더 강해져서, 물 분자들이 규칙적으로 배열되기 시작합니다. 이때, 물은 고체 상태인 얼음으로 변하게 됩니다.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 액체의 온도가 낮아져서 고체 상태로 굳어지는 현상을 ‘언다’라고 말해요. 반대로 고체의 온도가 높아져 액체로 되는 현상을 ‘녹는다’라고 하는데 물이 얼게 되면 얼음이 되고, 얼음이 녹으면 물이 되는 거에요. 물과 얼음은 온도에 따라 상태가 변하는데, 1기압일 때 0℃ 이하에서는 얼음이, 0℃에서 100℃ 사이에서는 물이 된답니다. 이때 물과 얼음은 여러 성질이 달라져요.
얼음이 물이 되기 위해서는 주변에서 열을 얻어야 하고, 반대로 물이 얼음이 되기 위해서는 가지고 있는 열을 내보내야 해요. 우리가 얼음 근처에 있으면 얼음에 닿지 않아도 차갑게 느껴지는데, 얼음이 녹으면서 주변의 열을 흡수하기 때문이에요.
반면에 물이 얼음이 되면서 열을 방출하는 것을 이용하는 경우도 있어요. 제주도에서는 겨울철 낮은 기온 때문에 감귤이 받는 피해를 막기 위해서 물을 뿌린다고 해요. 물이 얼면서 열을 방출할 때 주변 온도가 높아지기 때문에 냉해를 막을 수 있는 것이에요. 또 극지방에서 이글루를 짓고 사는 사람들은 이글루 안에 물을 뿌리는데, 이것 역시 물이 얼면서 열을 방출해 내부 온도가 높아지는 원리를 이용한 것이랍니다.
일반적으로 고체가 액체가 되는 경우에는, 물질을 이루는 입자들이 에너지를 얻어 운동이 활발해지면서 입자 사이의 거리가 멀어지게 됩니다. 따라서 대부분의 고체가 액체로 될 때 질량은 변하지 않지만 부피가 늘어나지요. 하지만 고체인 얼음이 액체인 물이 될 때는 부피가 줄어 들어요. 물의 입자 구조 때문인데 물이 얼면 물 입자들은 육각형 모형으로 만들어지게 되면서 입자 사이에 빈 공간이 생기게 되고, 입자 사이의 거리가 액체일 때보다 멀어져 부피가 늘어나게 되는 것이에요.
출처 : 교육부 블로그 - 물과 얼음
안녕하세요. 김형준 과학전문가입니다.
날씨가 추움 -> 에너지가 없음 -> 분자의 운동이 줄어들고 더 안정화되려는 방향으로 배열이 바뀜 -> 국소적 깁스 자유에너지 하락 -> 물 분자 끼리의 자유분자 형태보단 얼음의 수소결합 구조가 자유도가 더 떨어짐.
따라서 어쩔 수 없이 서로 움직임 에너지를 최대한 줄이는 방향인 서로 붙잡고 있는 방향으로 바뀌게 됩니다.
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.
모든 물질은 고유의 물성이 있습니다. 끓는점, 녹는점, 어는점, 기화점 등등이 있습니다.
물의 어는점은 영하 0도이며 이 이하의 온도에서는 얼어서 고체가 되는 물성을 가지고 있는 것입니다.
안녕하세요. 장대은 과학전문가입니다.
액체 상태에서 물 분자들은 고체 상태일 때보다 많은 에너지를 보유하고 있습니다.
그들은 본질적으로 서로 튕겨내면서 빠르게 이동합니다.
액체가 차가워지면 위치 에너지가 감소하여 분자의 움직임이 느려집니다. 물 온도가 0도에 도달하면 분자들은 서로 달라붙으면서 고체,
즉 얼음을 형성합니다
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
얼음이 어는 이유는 바로 얼음의 느슨한 구조에 숨어 있습니다. 온도가 내려가면 물분자의 결합구조가 변하면서 얼음의 상태와 비슷해집니다.
그러다 '빙정'이라 불리는 조그만 얼음 씨앗이 생겨나면 그 주변의 물분자도 결합구조가 변하면서 얼기 시작합니다.
