물이 원래는 액체 상태였다가 흔들면 어는 현상?

Question

물이 원래는 액체 상태로 되어 있는데 흔들자마자 서서히 어는 현상이 존재하더라구요. 그런 어는 현상은 어떤 원리로 발생하는건가요?

Answer 1

안녕하세요. 과학전문가입니다.

불순물이 없는 순수한 물은 자극 없이 천천히 냉각하면 어는점을 지나서도 얼지 않고 액체상태를 유지하는 과냉각 현상이 발생할 수 있습니다.

과냉각의 원인은 고체인 얼음이 되기 위해서는 물분자가 강하게 결합하고 질서 있게 정렬해야 하는데 온도가 내려가는 것 만으로 정렬이 일어날 계기가 없기 때문입니다. 그래서 과냉각 상태의 물에 외부 충격을 주면 급속하게 얼기 시작하게 됩니다. 또한 정렬이 시작되기 위한 얼음 핵(core)이 필요한데 순수한 물에는 얼음 핵 역할을 할 수 있는 불순물이 없기 때문에 어는 것이 시작되지 못하는 것입니다.

냉각 기술의 새 분야 과냉각기술 (ytn.co.kr)

Answer 2

물이 슬러시가 되는 것은 과냉각 상태에서 나타나는 현상입니다.

물은 어는점 이하가 되더라도 아직 액체의 상태가 유지되는데,

이것을 과냉각이라고 합니다.

즉, 어는점 이하라고 해서 모든 액체가 땡!하고 바로 얼지 않습니다.

그런데 이 상태에서 충격을 가하게 되면 액체에서 고체로 상변화가 일어나게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 이정수 과학전문가입니다. 이러한 현상을 '과냉각 현상' 이라고도 말합니다. 어는점 아래에 있으면 얼어야 하는데 기존의 액체상태를 유지하는 것입니다. 이 상태의 물은 조금만 충격을 가해도 그 온도에서의 물질의 상태를 따라갑니다. 따라서, 모든 물이 충격 가해서 어는게 아니고 0도 이하의 물을 흔들었을 때 어는 현상이 나타납니다.