얼음은 왜 소금을 뿌리면 빨리 녹는건가요?
얼음은 소금뿌리면 빨리 녹는다고 많이 본 적 있는데 그 이유가 궁금합니다! 소금에 어떤 성분이 들어있길래 얼음이 빨이 녹을까요? 궁금해요!
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.
소금등과 같은 염 물질을 얼음이나 눈길에 뿌리는 이유는
이런 물질들로인해 녹인다기 보단 물의 어는점을 낮춰서 물이 얼지 못하게끔 하는 역할을 하는것입니다.
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
소금은 Na+(나트륨 이온) 와 Cl-(염소 이온)라는 극 친수성 이온으로 구성된 결합물질입니다. 상대적으로 물은 물끼리의 결합력이 강한 편입니다만, 각각의 이온(위의 나트륨 이온과 염소 이온)은 물-물 결합보다 더 강한 물-이온결합을 이루게 됩니다. 그래서 얼음위에 뿌리게 되면, 얼음을 구성하는 물분자가 서로 잡아당기는 인력에서 벗어나 이온결합으로 구성된 소금으로 끌려오게 되는 것입니다.
그것이 결과적으로 마치 얼음에서 물을 빨아들이는 듯한 현상으로 보이게 되는 것입니다.
정확하게 말하자면, 순전히 소금을 통해 얼음의 온도를 유지하는 원리가 아니고, 소금을 통해 얼음이 녹는 현상을 이용하여 온도를 낮추는 원리,라고 보시면 됩니다.
보통 상전이를 하는데 많은 에너지가 필요로 하게 됩니다. 여기서 상전이란, 고체에서 액체, 액체에서 기체로 변화는 과정을 뜻하는데, 대표적으로 얼음이 녹거나, 물을 팔팔 끌여서 수증기로 만드는 현상과 같은 것으로 보시면 됩니다.
어디서 상전이가 발생하는가. 그것은 위에서 말씀드린, 소금으로 스며든 물이 바로 그 결과입니다.
원래 얼음내의 물분자는 고체상태였죠, 그런데 소금을 뿌림으로써, 얼음내의 물분자를 강제적으로 액체로 만들수 있습니다.
그런데 액체가 되기위해서 고체상태인 물분자는 어디선가 에너지를 가져와야 합니다(고체 분자보다, 액체분자가 훨씬 더 유동적이고 활발하니 말이죠. 에너지는 이 활동량을 결정하는 양으로 보시면 됩니다).
그래서 가져오는 곳이, (액체상태가 되기전)고체 상태일 때 물분자를 잡아주고 있던 주변의 다른 물분자들입니다.
상대적으로 에너지를 빼앗기게 되어, 고체를 이루는 물분자들은 덜 움직이게 되고, 이와같은 역학적인 운동 현상은 결국 온도가 낮아지는 현상으로 연결되게 됩니다(온도라는 개념이 어떤 입자에 대한 활동 크기의 지표라고 보시면 됩니다. 열역학에서 보면 온도와 내부 에너지는 긴밀하게 연결되어 있지요).
그래서, 상온상에서, 얼음에 소금을 뿌리게 되면 비교적 오랫동안 낮은 온도를 유지하게 되는 것입니다.
대신, 고체를 액체로 바꾸어 온도를 낮추는 것이라, 그냥 놔둔 얼음보다 비교적으로 아주 빨리 녹게 됩니다
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 얼음은 물분자가 결합되어 있어서 그 결합을 깨려면 주위 열을 흡수하여서 그 결합을 깨주어야지 물이 되는 것입니다. 그런데 소금을 얼음에 뿌리면 소금이 얼음의 물분자와 반응하여서 얼음의 분자 결합이 느슨해지고 얼음 분자와 소금 분자 사이의 결합이 형성됩니다. 얼음과 소금 분자 사이의 결합이 물 분자 사이의 결합보다 약하기 때문에 더 낮은 온도에서 얼게 되어서 어느점이 낮아지게 되어서 같은 온도에서 흡수되는 열이 더 많아져서 더 빨리 녹게 되는 것입니다.
얼음이 소금을 뿌리면 더 빨리 녹는 현상은 열역학적 원리에 기반한 현상으로, 주로 녹는점을 낮추는 효과 때문에 발생합니다. 이러한 현상은 "빙판 제거"나 빙하로부터 안전한 보행 환경을 조성하기 위해 사용될 수 있습니다.
얼음이 녹는 과정에서는 주변 환경의 열을 흡수하여 녹습니다. 녹는 과정은 물 분자들이 고체 상태에서 액체 상태로 바뀌는 것을 의미하며, 이 과정에서 열이 필요합니다.
소금 (염화 나트륨, NaCl)을 얼음 위에 뿌리면 다음과 같은 과정이 발생합니다:
얼음 표면과의 상호 작용: 소금 결정은 얼음의 표면과 상호 작용하며 얼음 결정에 흡착됩니다. 이 작용은 소금 결정의 이온들과 얼음 분자들 간의 상호작용을 포함합니다.
녹는점을 낮춤: 소금은 얼음의 녹는점을 낮춥니다. 일반적으로 얼음의 녹는점은 0도 섭씨(32도 화씨)입니다. 그러나 소금을 뿌리면 얼음과 소금 간의 상호작용으로 인해 얼음의 녹는점이 낮아집니다. 이렇게 녹는점이 낮아진 얼음은 더 높은 온도에서 녹아 나갑니다.
열 흡수: 얼음은 녹을 때 주변 열을 흡수하므로, 소금을 뿌리면 얼음 주변에서 열이 더 많이 흡수됩니다. 따라서 얼음이 빨리 녹게 됩니다.
이러한 이유로 소금을 얼음 위에 뿌리면 얼음이 녹는 절차가 빨라져서 빙판 제거나 길 위의 얼음 제거 등에 활용됩니다. 하지만 주의할 점은 소금을 과도하게 사용하면 환경 오염과 토양 손상을 일으킬 수 있으므로 적절한 양의 소금을 사용하는 것이 중요합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
얼음은 물의 고체 상태이며, 얼음 분자들은 서로 강하게 결합되어 있습니다. 얼음이 녹는 과정에서는 얼음 분자들이 결합을 풀고 물 분자들로 분리되어야 합니다. 하지만 얼음 위에 소금을 뿌리면, 소금 결정들이 얼음 분자 사이에 침투하게 됩니다.
소금 결정은 이온으로 이루어져 있으며, 물 분자와 상호작용합니다. 이 상호작용은 얼음 분자 간의 결합을 약화시키는 효과를 가지게 됩니다. 다시 말해, 소금이 얼음 위에 뿌려지면 얼음 분자들 간의 결합이 더 쉽게 끊어지게 되어 얼음이 빨리 녹는 것입니다.
또한, 소금은 물의 녹는점을 낮추는 특성을 가지고 있습니다. 이는 용액에 소금이 포함될 때 물 분자들이 더 많은 에너지를 흡수해야만 유체 상태를 유지할 수 있게 되므로, 얼음이 녹는데에 필요한 열을 빨리 흡수하는 것을 의미합니다.
안녕하세요. 김찬우 과학전문가입니다.
얼음에 소금을 뿌리면 소금과 접하는 부분에서 얼음이 녹기 시작합니다. 이것이 어는점 내림 현상입니다. 소금이라는 이물질이 들어가서 얼음의 결정이 만들어지기 어렵게 하기 때문입니다. 소금이 들어가기 전보다 불규칙하고 무질서한 상황이 되므로 고체 결정이라는 규칙적이고 질서 높은 상태가 되려면 추가로 온도를 더 낮춰야합니다.
온도는 변화하지 않고 녹는점이 내려가게 됩니다. 그래서 얼음에 소금을 뿌리면 표면의 온도가 영하임에도 얼음은 녹기 시작 합니다. 제설차가 눈이오거나 빙판길에 제설제를 뿌리는 것도 같은 이유입니다.
얼음에 소금을 뿌리면 그 녹는점이 낮아지면서 둘의 혼합물이 물의 어는 온도보다 더 차가운 곤죽 상태가 되고 열전도를 통해 다른 액체를 얼릴 수 있게 되는데 이를 흡열효과라 부릅니다.
그럼 도움이 되셨다면 추천과 좋아요 부탁드리겠습니다:)
안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
소금을 얼음에 뿌리면 얼음이 빨리 녹는 이유는 '냉각제 효과' 때문입니다. 소금은 얼음의 녹는점을 낮추어 주기 때문에, 동일한 온도에서 소금이 없는 얼음보다 소금이 섞인 얼음이 더 빨리 녹게 됩니다.
물은 보통 0도 섭씨에서 고체(얼음)에서 액체로 변화하는데, 소금을 추가하면 이 변화가 일어나는 온도가 낮아집니다. 즉, 소금이 섞인 얼음은 0도 아래에서도 계속해서 녹아 액체 상태를 유지할 수 있습니다.
그러므로 겨울철 도로에 소금을 치는 것은 매우 효과적인 방법입니다. 도로의 얼음을 제거하여 차량의 안전성을 증가시키고 사고 위험을 감소시킵니다.
단, 이러한 원리가 작동하기 위해서는 충분한 열(예: 환경 열)이 필요하며, 극단적으로 추운 환경에서는 효과가 제한적일 수 있습니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
얼음은 소금을 뿌리면 빨리 녹는 이유는 소금이 물의 어는점을 낮추기 때문입니다. 물의 어는점은 0°C이지만, 소금을 녹이면 물의 어는점이 낮아져서, 얼음이 더 낮은 온도에서 녹게 됩니다. 소금은 염화나트륨(NaCl)으로 이루어져 있습니다. 염화나트륨은 물에 녹으면 용액의 끓는점과 어는점을 낮추는 작용을 합니다. 끓는점은 높아지고, 어는점은 낮아집니다. 얼음에 소금을 뿌리면, 소금이 얼음과 물 사이의 경계면에서 녹아서 용액을 형성합니다. 이 용액의 어는점이 낮아져서, 얼음이 더 빨리 녹게 됩니다.