뜨거운 요리를 하고난 유리뚜껑에 찬물을 부으면 왜 깨지나요?

Question

끓이거나 튀기는 등 뜨거운 요리를 하는 동안 덮어둔 냄비 유리뚜껑에 찬 물을 부으면 금이 가거나 깨지는 원리는 무엇인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.

모든 물질은 열을 받으면 부피가 팽창하는 성질이 있습니다. 뜨거운 요리를 하는 동안 유리 뚜껑은 열을 받아 팽창하게 되는데 여기에 갑자기 찬물을 끼얹으면 찬물이 닿은 부위는 급속히 식으면서 수축하게 됩니다. 찬물이 닿은 부위가 골고루 퍼져있으면 같이 수축하면서 깨지지 않지만 찬물이 일부 부위에만 닿으면 유리 뚜껑의 팽창율이 달라 깨지게 됩니다. 온도가 낮은쪽은 원래의 형태를 유지하려고하고 온도가 높은쪽은 팽창하려고 하기 때문에 깨지게 됩니다. 유리 뚜껑뿐만 아니라 철제 냄비, 후라이팬 등 금속 용기도 뜨거운 상태에서 찬물에 급하게 식히는 것은 용기에 좋지 않습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

부피팽창은 온도변화율과비례하므로 차가운 유리잔에 뜨거운 물을 부으면 온도차가 크므로 부피가 많이 늘어나 결국 견디지 못하고 깨지게 되는 것이지요. 이를 방지 하기 위해서는 모든 열이 차가운 잔에 전달되는 것을 막기 위해 잔안에 수저를 넣어 두면 잔이 깨지는 것을 막을 수 있답니다

Answer 3

안녕하세요. 과학전문가입니다.

유리 : 라는 것은 규산(SiO2), 붕산(H3BO3),인산(Pb2O5),소다(Na2O),석회(CaO)등등의 성분으로 구성된 물질입니다..

이런 유리가 가진 내열성에는 부분 온도차가 일정온도이상 차이가 나게 되면 파괴되는 한계가 있는데, 바로 이러한 내열성의 한계 때문에 유리가 깨지게 되는 것입니다.

보통 두께 1.9mm의 유리는 105˚C이상의 부분적인 온도차가 발생하면 깨지고, 두께 3mm짜리는 80~100˚C, 5mm짜리는 60˚C이상의 온도차가 발생하면 깨져버리게 됩니다.

즉 우리가 일상생활에서 그 동안 경험에 왔던 느닷없이 유리가 깨졌던 것은 유리가 차가운데 있다가 갑자기 뜨겁게 되거나 반대로 뜨거운데 있다가 차가운데 있어서라기 보다는 유리의 어떤 한 부분과 다른 어떤 한 부분의 온도차가 일정한 수준을 넘어서 버렸기 때문에 발생한 것이라고 볼 수 있습니다.

Answer 4

유리는 뜨거운 온도에서 팽창하게 됩니다.

열 에너지로 인해 유리의 분자가 활발해지면서 어느 정도 부풀어 오르는데,

차가운 물을 붓게 되면 급격히 부피가 수축해서 깨지게 됩니다.