냉장고에 있던 탄산음료에 충격을 주면 갑자기 어는 현상은 어떤 현상인가요?

Question

가끔 얼지 않은 시원한 탄산음료에 충격을 주면 갑자기 얼어버리는 걸 경험한적 있는데요

이 현상은 어떤 현상인가요?

그리고 그렇게 하려면 어떻게 해야하나요?

Answer 1

거의 얼기 직전의 탄산에서 나타나는 현상입니다.

탄산이 어는점이 지나더라도 아직 액체의 상태가 유지되는데, 이것을 과냉각이라고 합니다.

과냉각 상태에서 뚜껑을 열게 되면 충격이 가해지게 됩니다.

뚜껑이 열렸고, 충격 또한 가해졌기 때문에 순간적으로 탄산가스가 올라가며 액체를 흔들고 얼어버리게 됩니다.

즉, 과냉각 상태에서는 충격에 의해 쉽게 고체로 상변화가 일어나게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

액체나 기체가 응고되기 위해서는, 결정이 형성되는 중심인 핵(nuclei)이 필요합니다. 액체나 기체에 핵이 충분히 없는 상태에서 냉각된다면 정상 어는점 이하에서도 고체로 상변이가 일어나지 않고도 존재할 수 있는데, 이를 과냉각 상태가 되었다고 합니다.

그리고 외부에서 충격을 주게되면 일시적으로 핵이 발생하여 해당 부위부터 점점 얼어붙습니다.

감사합니다.

Answer 3

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

탄산음료를 냉동고에 적절한 시간 두면 과냉각 상태에 도달합니다. 과냉각 상태는 어는점보다 더 낮은 온도가 되었는데도 얼지않고 액체상태로 존재하는 상태를 의미합니다. 액체가 고체가 되기 위해서는 자유롭게 존재하는 분자(액체상태)들이 정렬(고체 상태)을 해야합니다.그런데, 과냉각 상태의 온도는 스스로 정렬하기에는 충분한 온도가 아닙니다. 과냉각 상태에 도달한 액체가 얼기위해서는 외부 충격이나 응고를 도와줄 수 있는 작은 입자인 핵이 필요합니다. 음료수의 경우 깨끗한 상태이고 어는데 도움을 주는 작은 입자가 존재하지 않기 때문에 얼지않고 과냉각 상태에 도달할 수 있는것이죠. 그래서 우리가 종종 탄산음료를 시원하게 먹고자 냉동고에 넣어두고 깜빡하거나 조금 늦게 꺼낸 경우가 있습니다. 이때 뚜껑을 열거나 또는 페트병에 충격을 가하게 됨으로써 얼어버리게 되는것이죠.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 4

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

과냉각현상입니다.

과냉각은 흔히 어는점 내림과 혼동되고는 한다. 이 둘은 물질이 고체로 상 변이하는 것을 방지한다는 점에서는 같지만, 별개의 현상이다. 과냉각은 응결핵의 부족 등으로 고체가 되지 않으면서 어는점 아래로 액체를 냉각시키는 것이다. 반면, 어는점 내림은 용액에서 용질에 의해 순수한 용매의 어는점보다 용액의 어는점이 낮아져서 순수한 용매의 어는점보다 낮은 온도까지 용액이 냉각되는 현상을 말한다.