패트병에 생수를 얼리고나서 상온에서 뚜껑을 열면 왜 물이 뿜어져나오나여?

Question

안녕하세요.하루하루 더워지는 여름철입니다.그래서 생수 페트를 얼려서 자주 먹곤하는데요?근데 이 생수 패트병을 상온에서 뚜껑을 열면 팍하면서 물이 튀어 옷이 젖어버렸습니다.이 원리는 왜 발생하며, 물이 안튀게 하는 방법이 있나요??

매끈한참고래15 · Accepted Answer

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.물이 언다는 것은 불 분자의 불규학하게 움직이다가 온도가 낮아지면서 규칙적으로 배열되면서 얼음 즉, 고체가 되는데요..이때, 이들 분자 구조적으로 사이 사이에 공간이 생기고 그로 인한 부피가 늘어나게 됩니다.실제로..패트병에 물을 만땅으로 채우거나 거의 가득 담은 후 냉동시켜면 볼록하게 얼리게 되죠..이런 이유에서입니다.또한, 이렇게 얼려진 패트병을 상온에 놔둔채 어느 정도 녹은 다음 두껑을 갑자기 열면 분자들 사이사이에 있던 공간 기체들에 의해갑자기 물을 밀어 올리게 되죠...이럴때는 두껑(마개)를 천천히 돌려서 열면서 가스(기체)를 빼면서 여는 것이 좋습니다..^^

쌈박한오릭스46 · Answer

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 물은 특이하게 액체에서 고체가 되면 부피가 약1.1배가 증가합니다. 얼음이 얼면 육각형의 모양을 띠는데 그 사이사이에 공간이 생기면서 액체일때 보다 부피가 증가하는 것입니다. 따라서 물을 얼리면 기존 용량보다 약1.1배가 증가하면서 뚜껑을 열면 흘러 넘치게 되는 것입니다. 따라서 얼음을 얼리고 일정 시간 지나서 폐트병이 팽창되지 않았을때 뚜껑을 열면 물이 넘치지 않습니다.

굉장한호돌이84 · Answer

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.생수를 얼리면 얼음이 되면서 부피가 늘어나게되는데, 뚜껑을 열면 이 부피가늘어난 만큼 위쪽에 약간 녹은 물들이 밖으로 밀려나오게 됩니다.부피가 늘어나는 이유는 얼면서 수소결합에의한 물의 격자무늬 형성때문입니다.

신기한친칠라145 · Answer

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.물이 얼음으로 변하게 되면 액체에서 고체로 바뀌변서 모양, 성질 및 부피가 변하게 됩니다. 얼음이 되면서 부피가 커집니다. 그렇다보니 녹으면서 물이 좁은 내부와 압력에 의해 나오게 됩니다. 얼음이 다 녹으면 부피가 줄어들어서 물이 튀지 않습니다.

물에 젖지 않는 오리 · Answer

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.패트병에 생수를 얼리고 상온에서 뚜껑을 열면 물이 뿜어져 나오는 이유는 물의 팽창과 수축 때문입니다. 물이 얼면 부피가 약 9% 증가합니다. 따라서, 패트병에 생수를 넣고 얼리면 패트병이 팽창하게 됩니다. 상온에서 뚜껑을 열면 물이 녹으면서 부피가 감소하게 되고, 패트병 내부의 압력이 증가하게 됩니다. 이 압력이 패트병의 뚜껑을 밀어내고 물이 뿜어져 나오게 됩니다 물을 얼릴 때는 패트병의 70% 정도만 채우는 것이 좋습니다. 또한 뚜껑을 열기 전에 패트병을 상온에 10~15분 정도 두는 것이 좋습니다

정철 박사 · Answer

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.물은 얼게되면 부피가 팽창하게 됩니다. 따라서 새 물통인경우 안에 공간이 없어지고 그만큼 압이 증가하게 됩니다. 효과적으로 얼리시려면 물을 절반정도만 그리고 비스듬하게 얼리시면 얼음에 물어 넣어 마시기도 편하고 그런 현상도 겪지 않으실 껍니다.

고혹적인가마우지34 · Answer

생수 패트병을 냉동 시킨 후 상온에 두면 물이 팍하면서 튀는 현상은 냉각된 물이 팽창하는 결과로 발생합니다. 이 현상은 냉각된 물이 얼음 상태에서 액체로 변화하면서 부피가 증가하고, 패트병에 가해지는 압력이 증가하기 때문에 발생합니다. 패트병은 이 압력을 버티기 어렵기 때문에 열리는 순간에 물이 튀는 것입니다.

물이 안튀게 하는 방법 중 하나는 냉동 시킨 생수를 천천히 해동하는 것입니다. 천천히 녹이면 냉각된 물의 압력이 서서히 해소되어 튀는 현상을 줄일 수 있습니다. 따라서 냉동 생수를 상온에 두기 전에 천천히 녹여서 압력을 안정화시키는 것이 좋습니다.

또 다른 방법은 냉동 생수를 개봉하기 전에 약간의 공간을 남겨두는 것입니다. 패트병을 냉동할 때 물 속에 공기를 남기면 물이 팽창할 때 공간이 확장되기 때문에 압력이 덜 발생하게 됩니다. 이렇게 약간의 공간을 남겨두면 패트병이 터지거나 물이 튀는 것을 방지할 수 있습니다.