밖 같 연못이 추위에 얼었던데 그 연못에 있던 물고기도 같이 얼려져 있던데 이 때 물고기는 움직이지도 못 하고 어떻게 사는 건가요?
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우선 물이라는 물질에 대해서 알아보자.
물은 분자량이 18이며 녹는점(어는점)이 섭씨 0도이고 끓는점이 섭씨 100도 이다.
또한 비열은 1cal/g℃이며 밀도는 1g/cm3이다.
그런데 물의 밀도 1g/cm3는 바로 섭씨 4도일때의 밀도이며 이 온도보다 높거나 낮으면 밀도는 작아진다.
그럼 여기서 호수나 연못의 물이 어는 과정을 살펴보면...
우선 밀도가 작다는 것은 같은 부피일때 질량이 가볍다는 의미이니까 기온이 내려가서 제일 윗 부분의 물이 섭씨 4도 부근에 도달하면 상대적으로 무거워져(밀도가 크므로) 바닥으로 가라앉게 된다.
이런 과정이 되풀이 되면 4도의 물은 점차 많아져 결국 물의 표면에까지 다다르게 된다.
그럼 물의 표면까지 물의 온도가 섭씨 4도가 된다면 결국 물의 순환은 멈추게 되고 계속하여 냉각이 된다.
따라서 날씨가 영하의 추운 기온을 유지한다면 물 표면부터 얼음이 생기게 되고(얼음은 물보다 10%정도 가볍다.) 점차 얼음의 두께는 두꺼워진다.
만약 깊이가 얕은 물 웅덩이 정도라면 바닥에까지 얼음이 얼어서 물고기는 살기 힘들겠지만 깊이가 제법 깊다면 두터운 얼음층이 단열(열 출입을 차단) 역할을 하여 얼음 밑은 섭씨 4도 정도의 물(액체) 상태를 유지하게 된다.
따라서 물고기는 얼음 밑에서도 죽지않고 살 수 있게 된다.
