설탕을 열에 가열하면 금방 녹았다가 굳어지는 것은 어떤 원리 때문인지 궁금합니다

Question

우리가 일상생활을 하면서 설탕을 가열하면 액체처럼 녹았다가 열을 없애면 다시 굳어지는데 이러한 현상은 어떤 원리 때문인지 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.

설탕은 고체지만 고운 가루라서 분자의 결합이 약합니다.

설탕에 열을 가하게 되면 설탕 분자들끼리 끌어당기는 힘이 느슨해져 액체화가 되는 것이고, 다시 온도가 낮아지게 되면 설탕 분자끼리 끌어당기는 힘이 쎄지기 때문에 고체화가 되는 것입니다.

감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.

설탕을 가열하면, 설탕 분자는 열에 의해 진동과 회전하는 에너지가 증가하고, 이로 인해 결합 에너지가 감소합니다. 결합 에너지가 감소하면 분자 간의 결합력이 약화되어 분자가 더 이상 서로 결합하지 않고 분리됩니다. 이 때, 설탕은 고체에서 액체 상태로 변합니다. 하지만 녹인 후에 설탕이 다시 굳어지는 이유는 결합력과 관련이 있습니다. 액체 상태에서 설탕 분자는 자유롭게 이동하면서 서로 충돌하고 결합합니다. 이렇게 결합한 분자는 다시 큰 결합체를 형성하면서 결정체가 형성됩니다. 결정체의 크기와 모양은 결합하는 분자들의 방향성과 결합강도에 따라 결정됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 설탕이 가열될 때, 분자들이 열에 의해 에너지를 흡수하여 움직임이 증가하고 결정 구조를 떠나 액체 상태로 변합니다. 이 과정에서 설탕 분자 간의 결합이 약해지고, 설탕이 녹는 현상이 일어납니다.

그러나 설탕 분자 간의 결합은 열이 제거되면 다시 강화됩니다. 따라서, 설탕 분자들은 서서히 다시 결정 구조로 변하며, 이 과정에서 결정이 형성되고 굳어지는 것입니다.