물이 얼어 얼음이 되면 부피가 커지는 이유는 무엇인가요?

Question

물이 얼면 얼음이 되는데요, 물이 얼어 얼음이 되면 부피가 커집니다. 액체에서 고체가 되는데 왜 부피가 커지게 되나요? 다른 액체도 얼면 부피가 커지나요?

Answer 1

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

물의 경우 수소결합으로 구성되어있습니다.

이 수소결합의 특징은 고체 상태가 될 때 수소 결합이 더욱 강해져 분자 간 거리가 더 멀어지게 합니다.

이 때문에 물이 얼게되면 부피가 증가되게 되는 것 입니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

물은 특이하게도 수소결합이라는 것을 하는데, 이 결합 형태가 결정형태를 이루며 결정사이사이 빈공간을 만들어내기 때문입니다.

이 수소결합은 온도가 낮을수록 더 많아지고, 얼음이되면 대부분이 수소결합으로 얽혀있습니다.

즉, 얼음이 될 수 록 빈공간이 많아진다고 할 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

물이 얼어서 얼음이 되면 부피가 커지는 이유는 물 분자의 구조와 관련이 있습니다.

물 분자는 양성자와 음성자로 이루어진 극성 분자입니다. 이러한 극성 분자들은 서로 수소결합이라는 약한 결합으로 연결됩니다. 얼음은 물 분자들이 서로 결합하여 생성되는 고체 상태인데, 이때 수소결합이 더욱 강화되며, 분자 간 거리가 더 멀어지게 됩니다.

이렇게 분자 간 거리가 멀어지면서, 얼음의 밀도가 감소하게 됩니다. 이러한 이유로 물이 얼어서 얼음이 되면 부피가 커지는 것입니다. 이 현상은 물의 밀도가 4°C에서 최대치를 가지는 것과도 관련이 있습니다. 4°C보다 높은 온도에서는 온도가 상승함에 따라 밀도가 감소하고, 4°C보다 낮은 온도에서는 온도가 하강함에 따라 밀도가 높아지다가 얼음이 생성되면 감소하게 됩니다. 이러한 물의 특성은 생명체가 살아가는데 중요한 역할을 합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.

얼음이 물보다 밀도가 더 작다, 즉 더 가볍다는 것은 물이 얼면서 부피가 더 커진다는 것을 의미합니다.

이것은 일반적으로 물체가 냉각될수록, 즉 액체에서 고체로 응고될수록 부피가 줄어드는 현상과는 반대인 얼음의 독 특한 성질이라고 할 수 있습니다.

어린이 여러분들도 여름에 학교에 가져가려고 물병에 물을 가득 담아 냉동 실 안에서 얼렸다가 뚜껑이 터지거나 병 밖으로 얼음이 새어 나온 경험이 있을 것입니다.

그리고 겨울 동안 바위 틈으로 스며든 물이 얼면서 큰 바 위가 두 쪽으로 갈라지는 것도 물이 얼면서 부피가 커지기 때문에 생기는 현상입니다.

물이 얼면서 부피가 커지는 이유는, 자유롭게 움직이던 물분자들이 서로 달라붙으면서 가장 안정적인 모습을 찾다가 육각형 터널 모양의 결합 구조 를 만들기 때문입니다.

그 육각형 가운데 빈 공간이 생겨서 액체 상태일 때보다 부피가 더 커지게 되는 것입니다.

Answer 5

안녕하세요. 설재훈 과학전문가입니다. 분자 구조적 특징 으로 물의 온도가 내려감에 따라, 불규칙하게 움직이던 물 분자들이 규칙적으로 배열되면서 얼음이 되는데 물 분자의 구조적인 특징 때문에 배열된 분자들 사이에 공간이 생기겨 부피가 늘어남

Answer 6

안녕하세요. 아하(Aha) 과학분야 답변자 배병제입니다.

물이 얼면 부피가 커지는 이유는 물 분자가 얼음 결정을 형성하면서 규칙적으로 배열되기 때문입니다. 물이 얼면 물 분자는 규칙적인 육각형 모양으로 배열됩니다. 이때 물 분자 사이의 거리가 액체 상태의 물 분자 사이의 거리보다 멀어지기 때문에 얼음의 부피가 액체 상태의 물보다 커지게 됩니다.

물은 대부분의 물질과 달리 액체 상태에서 고체 상태로 변할 때 부피가 커지는 특이한 물질입니다. 이 때문에 얼음은 물 위에 뜨게 됩니다.

저의 답변이 도움이 되셨길 바랍니다.

Answer 7

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

물의 온도가 내려감에 따라, 불규칙하게 움직이던 물 분자들이 규칙적으로 배열되면서 고체인 얼음이 되는데, 이때 물 분자의 구조적인 특징 때문에 배열된 분자들 사이에 공간이 생기게 되고, 이로 인해 부피가 늘어나게 됩니다.

그래서 물에 얼음을 띄우면 끄는 것입니다

Answer 8

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.물은 액체 상태에서 가장 높은 밀도를 갖습니다. 이는 물 분자들이 서로 가까이 모여 있으며, 수소 결합을 형성하기 때문입니다. 그러나 얼음은 물 분자들이 규칙적인 패턴으로 배열되어 결정 구조를 형성하게 됩니다.이 때문에 얼음은 액체 물보다 분자 간 간격이 더 크게 되며, 분자 간 거리가 넓어지게 됩니다. 이것이 얼음이 액체 물보다 부피가 크게 되는 이유입니다.