고체인 얼음이 물위에 뜨는 이유는 무엇인가요?

Question

일반적으로 물질의 대부분은 고체가 액체에 가라앉습니다.

하지만 고체얼음은 물위에 떠 있는데요

이렇게 얼음이 물위에 뜨게 되는 과학적인 이유가 무엇일까요?

Answer 1

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

물의 경우 0도 이하의 어느 점이 되면 부피가 증가하고 물에 비해서 밀도가 작아지게 됩니다.

즉, 밀도가 작아짐에 따라 밀도가 상대적으로 높은 물 위에 뜨게 되는 것 입니다.

Answer 2

안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.

물은 0도씨에서 얼게되는데 이때 밀도는 물보다 낮게 됩니다. 따라서 얼음이 물위에 뜨게 됩니다

Answer 3

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

얼음은 물의 온도가 0°C 이하로 내려가면 물 분자들이 얼음 구조로 정렬되어 고체 상태가 됩니다. 얼음의 밀도는 약 0.92 g/cm³로, 물의 최대 밀도인 1 g/cm³보다 작습니다. 따라서, 얼음은 물보다 상대적으로 더 가벼워지게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

물과 얼음의 밀도 차이입니다.

물은 0도에서 0.9998 g/cm^3정도의 밀도를 가지지만, 얼음은 동일한 온도에서 0.9167 g/cm^3정도의 밀도를 가집니다.

즉 약 1:0.9의 밀도입니다. 그 때문에 동일한 부피라고 해도 물이 좀 더 무거운 것이죠.

그렇기 때문에 물에 얼음을 넣게되면 얼음의 90%정도는 물에 잠기게 되고 나머지 10%정도는 물 밖에 나오며 밀도의 평형을 맞추는 것입니다.

Answer 5

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

얼음이 물 위에 뜨는 이유는 물의 밀도와 관련이 있습니다. 물은 일반적으로 고체인 얼음보다 높은 밀도를 가지고 있습니다. 하지만, 물이 얼어서 얼음이 되면 그 구조가 특이하게 되어 밀도가 감소합니다.

얼음의 분자 구조는 물 분자들이 정렬되어 구성되는 격자 구조입니다. 이 때, 각 얼음 분자들은 일정한 간격으로 배열되고, 각 분자 주위에는 공간이 형성됩니다. 이 공간으로 인해 얼음의 밀도가 물보다 작아지게 됩니다.

이로 인해, 물 위에 얼음이 떠오르게 됩니다. 얼음은 그 자체로는 물보다 가벼우며, 물의 밀도와 비교했을 때 상대적으로 낮은 밀도를 가지기 때문에 물 위로 떠오르는 것입니다.

Answer 6

얼음이 물위에 뜨는 이유는 얼음의 밀도와 물의 밀도에 있습니다. 얼음은 물의 고체 상태이며, 물 위에 떠 있는 이유는 다음과 같이 설명할 수 있습니다:

1. 밀도: 물과 얼음의 밀도 차이가 주된 이유입니다. 일반적으로 물이 얼음보다 밀도가 높습니다. 이것은 얼음의 분자 구조 때문에 발생합니다. 얼음의 분자는 물 분자보다 크고, 얼음의 구조 때문에 물 분자 간에 더 멀리 떨어져 있습니다. 이로 인해 얼음은 물보다 밀도가 낮아집니다.

2. 부력: 밀도의 차이로 인해 얼음은 물 위에서 부력을 받습니다. 부력은 물체가 밀도가 높은 액체(물)에 떠 있는 경우에 발생하는 상승력입니다. 얼음의 밀도가 낮기 때문에 부력이 물의 중력보다 크며, 따라서 얼음은 물 위에 떠 있는 것입니다.

3. 얼음의 구조: 얼음의 분자 구조는 일정한 패턴을 가지고 있습니다. 이 패턴은 각 분자 사이의 거리와 각도를 일정하게 유지하며 결정체를 형성합니다. 이 구조는 얼음이 고체 상태로 유지되도록 하고 물 위에 떠 있게 합니다.

이러한 이유로 얼음은 물 위에 떠 있으며, 이 현상은 얼음이 물에서 얼어나고 물의 온도가 얼음의 녹는 온도보다 낮을 때 발생합니다. 이러한 현상은 물 위에서 빙하, 빙산, 얼음 조각 등의 형태로 관찰할 수 있으며, 자연에서 많이 볼 수 있는 현상 중 하나입니다.

Answer 7

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.

얼음이 얼면 질량은 불변인데, 물분자가 수소 결합에 의한 연결 고리로 인하여 6각형이 되면서 부피가 커진답니다.

밀도 = 질량/부피 이게 수식인데요. 얼음이 되면, 분모는 커지고 분자는 그대로이므로 밀도가 약 0.91g/mL가 된답니다. 그래서 얼음이 물에 1/9 정도로 뜹니다.

남극의 빙산이 보이는 부분이 안 보이는 부분의 약 9배인 것도 이것 때문입니다.

감사합니다.

Answer 8

안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.

고체인 얼음이 물 위에 뜨는 이유는 밀도의 차이 때문입니다. 일반적으로 물은 어떤 물체보다 밀도가 큽니다. 그러나 물이 얼어서 고체인 얼음이 되면, 분자 간의 배열과 구조가 변화하면서 밀도가 감소합니다. 얼음은 액체인 물보다 분자 간 거리가 멀어지고 정렬되기 때문에, 동일한 부피 내에서 적은 수의 분자를 포함하게 됩니다. 이로 인해 같은 질량을 가진 양의 물과 비교할 때, 얼음은 큰 부피를 차지하게 되며 상대적으로 낮은 밀도를 가집니다. 따라서, 고체인 얼음은 주변 액체인 물보다 낮은 밀도를 가지기 때문에 수중에서 부력을 받아 올라오게 됩니다. 이로 인해 어떤 조건에서는 작은 조각부터 대형 아이스버그까지 다양한 크기의 어는 바다 위에 나타날 수 있습니다. 언급된 것처럼, 이러한 현상은 일반적으로 0°C(또는 32°F) 이하의 온도에서 발생하는데, 이것이 대부분의 상황에서 고체인 언젝션이 발생하는 온도 범위입니다.

Answer 9

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

일반적으로 물질의 고체는 액체보다 밀도가 높기 때문에 액체에 가라앉습니다. 하지만 물은 얼음이 되면 액체 상태의 물보다 밀도가 낮아져 물위에 뜨게 됩니다. 이는 물의 수소결합 특성 때문입니다. 물의 수소결합은 물 분자끼리 서로 결합하는 약한 결합입니다. 액체 상태의 물은 수소결합으로 인해 분자들이 서로 얽혀 있지만, 고체 상태의 얼음은 수소결합으로 인해 분자들이 매우 단단하게 결합하게 됩니다. 이때 얼음의 분자 구조는 육각형 모양으로 배열되게 되는데, 이로 인해 얼음의 부피가 액체 상태의 물보다 약 10% 증가하게 됩니다. 얼음이 액체 상태의 물보다 밀도가 낮은 이유는 부피가 증가하면서 무게는 일정하기 때문입니다. 따라서 얼음은 부력에 의해 물위에 떠오르게 됩니다.