기체상태일때보다 액체상태일때 무게가 더 많이 나가는 이유
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?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
액화라는 것은 압축시킨 결과물이기 때문에 분자가 더욱 촘촘히 있고 단위부피당 분자량이 높으므로 무게가 많이 나가는 것입니다
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.
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.
안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.
단위 부피당 밀도는 기체 < 액체 입니다. 분자들의 활동량이 줄어들면서 단위 부피당 밀도가 늘어나게 되는데, 이 때문에 기체<액체<고체가 무게가 무겁습니다.