얼음에 소금을 넣을수록 온도가 내려가는 까닭이 궁금해요

Question

예전에 얼음이 녹으면 계속 소금을 넣어줘야 얼음이 유지?된다는 말을 들어서요. 정말 얼음에 소금을 넣으면 온도가 내려가나요? 비율만 잘 맞으면 영하20도까지도 내려갈 수 있다고 하는데 사실인가요? 어떤 과학적 원리가 있는지 궁금해요

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

얼음에 소금을 넣으면 온도가 내려가는 것은 사실이지만, 영하20도까지는 내려가지 않습니다. 소금이 얼음 녹는데 사용되는 원리는 물의 녹는점을 낮추는 것입니다. 물의 녹는점은 일반적으로 0도 Celsius(℃)이지만, 물에 소금이 추가되면 녹는점이 낮아지게 됩니다. 이것이 바로 용액의 냉각점 하강 현상입니다.

따라서, 얼음이 녹아도 계속해서 소금을 넣어준다고 해서 얼음이 유지되는 것은 아닙니다. 얼음이 녹아 물이 될 때, 그 물에 소금을 더해줘도 물의 온도는 변하지 않습니다. 하지만, 얼음 위에 소금을 뿌려놓으면 녹는 과정에서 주위에서 열을 흡수하는 작용을 하기 때문에 얼음을 녹이지 않고 그대로 유지할 수 있는 경우도 있습니다.

따라서, 소금을 넣어서 온도를 낮출 수 있는 한계는 물의 냉각점 하강 현상이 일어날 때까지입니다. 보통 얼음 위에 소금을 뿌려놓아도 온도를 낮출 수 있는 한계는 약 -10도C 정도입니다. 그 이상으로 온도를 낮추려면, 보다 강력한 냉각제가 필요합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.소금은 얼음의 녹는점을 낮추는 물질입니다. 물이 얼 때, 얼음과 물의 상태는 동적 평형 상태에 있습니다. 즉, 얼음과 물은 서로 녹이고 얼리면서 상태가 변하지 않습니다. 얼음의 녹는점은 0도 Celsius입니다. 그러나 소금을 물에 녹이면, 물 분자와 소금 이온 사이의 상호작용에 의해 물 분자의 활동성이 낮아져 얼음과 물의 동적 평형 상태가 변화하게 됩니다. 이 때, 얼음과 물이 녹는 과정에서 열이 흡수되어 온도가 낮아지게 됩니다. 따라서, 소금을 얼음에 넣으면 녹는 점이 낮아져 얼음이 녹을 때 더 많은 열을 흡수하여 온도가 내려가게 됩니다.

Answer 3

소금을 얼음에 넣으면 온도가 내려가는 것은 맞습니다. 소금이 얼음과 반응할 때 물 분자와 상호작용하여 물 분자들이 얼음 분자보다 더 자유롭게 움직이게 됩니다. 이러한 작용으로 얼음이 녹는데 필요한 열의 양이 적어져서 온도가 내려가는 것입니다. 하지만, 영하 20도까지 내려가는 것은 어렵습니다. 소금을 넣으면 온도가 내려가는 것은 사실이지만, 이론적으로는 얼음과 소금의 비율, 온도, 기압 등 여러 가지 요인에 따라 내려가는 범위가 다르며, 영하 10도 정도까지가 한계라고 합니다. 따라서 얼음 보관 등에 소금을 사용할 때에도 적절한 비율과 사용 목적을 고려하여 사용하는 것이 좋습니다.