기체상태일때보다 액체상태일때 무게가 더 많이 나가는 이유

Question

안녕하세요.

가스나 액화질소를 보면, 기체상태일땐 별로 안무거워보이는데 액화만 하면 무게가 나가는 것 같더라구요.

상태변화에 따라 무게차이가 나는 이유가, 액화라는것은 압축시킨 결과물이니까 분자가 더욱 촘촘히 있고 단위부피당 분자량이 높으므로 무게가 많이 나가는것처럼 느껴지는건가요?

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

액화라는 것은 압축시킨 결과물이기 때문에 분자가 더욱 촘촘히 있고 단위부피당 분자량이 높으므로 무게가 많이 나가는 것입니다

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

아르키메데스 원리에 따르면, 물체가 액체나 기체 속에서 떠 있을 때, 물체에 작용하는 부력은 물체가 배출하는 액체나 기체의 부피와 같다고 합니다. 액체는 고정된 부피를 가지고 있기 때문에, 물체가 액체 속에서 떠 있을 때는 해당 액체의 부피와 같은 부력이 발생합니다.

그러나 기체는 부피가 압력과 온도에 따라 변할 수 있습니다. 따라서 기체 상태에서는 물체의 부피가 액체 상태에 비해 크게 변할 수 있습니다. 액체에서 기체로 전환될 때 물체의 부피가 증가하면서, 부력도 증가하게 됩니다. 이에 따라 액체 상태에 비해 기체 상태에서는 더 많은 부력이 작용하게 되어 무게가 상대적으로 더 크게 측정됩니다.

Answer 3

기체는 분자들이 높은 에너지를 가지고 움직이며, 서로 간격이 크고 자유롭게 움직입니다. 이 때문에 기체는 볼륨이 크고 비교적 낮은 밀도를 가지며, 무게가 상대적으로 적게 느껴집니다.

반면 액체는 분자들이 더 가까이 모여 있고, 서로 간의 상호작용이 더 강합니다. 액체는 기체보다 분자들의 상대적인 위치가 더 제한적이며, 액체의 밀도는 기체보다 높습니다. 또한 액체는 그 분자들이 서로 접촉하고 상호작용하므로, 액체의 단위 부피당 분자량이 기체보다 높아지게 됩니다.

따라서, 기체가 액체로 상태 변화할 때, 분자들이 서로 더 밀집해지고 단위 부피당 분자량이 증가하므로, 액체 상태일 때 더 무게가 나가는 것처럼 느껴집니다. 물론 무게 차이는 실제 무게 변화와 일치하지만, 눈으로 바로 인지하기는 어려울 수 있습니다.

액체 상태로 변환되는 과정에서 압축이 일어나는 경우, 분자들의 상호작용이 더 강해지고 단위 부피당 분자량이 높아지기 때문에 더욱 뚜렷하게 무게가 증가하는 것을 느낄 수 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.

단위 부피당 밀도는 기체 < 액체 입니다. 분자들의 활동량이 줄어들면서 단위 부피당 밀도가 늘어나게 되는데, 이 때문에 기체<액체<고체가 무게가 무겁습니다.