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
