왜 물은 얼면 크기가 커지는 것인가요?
냉장고 속 얼음을 얼리다 보면 뚜껑이 열리는데요.
얼음으로 얼려지면서 크기가 커지는 거 같습니다.
왜 물은 얼면 크기가 커지는지 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
물은 얼 때 부피가 커지는 독특한 성질을 가지고 있습니다. 이는 물 분자들이 얼음 상태에서 육각형 모양의 결정을 형성하면서 분자 사이에 공간이 생기기 때문입니다.
이러한 구조로 인해 물이 얼면 밀도가 약 10% 감소하고 부피가 증가합니다. 이 때문에 얼음은 물에 뜨게 되며, 병 속의 물이 얼면 팽창하여 뚜껑이 열리거나 병이 깨질 수 있습니다.
안녕하세요.
물이 얼어서 얼음이 되면서 부피가 커지는 현상은 물의 분자 구조와 그 특성 때문에 발생합니다. 물은 얼어서 고체 상태인 얼음이 되면, 그 분자들이 특정한 구조를 형성하는데, 이 구조가 액체 상태의 물 분자들이 배열된 형태보다 더 넓은 공간을 차지합니다.
물 분자는 산소 원자 하나와 수소 원자 두 개로 구성되어 있으며, 이들은 각각의 전자를 공유하면서 극성을 가지는 분자를 형성합니다. 이 극성 덕분에 물 분자들 사이에는 수소 결합이 형성됩니다.
얼음이 형성될 때, 물 분자들은 정사각형 격자 모양을 이루면서 배열됩니다. 이 결정 구조는 물 분자들이 액체 상태일 때보다 더 정돈되고 규칙적인 패턴을 이루며, 더 넓은 공간을 차지하게 됩니다. 얼음의 이러한 격자 구조는 각 물 분자가 최대한 멀리 떨어져 배치되도록 하므로, 얼음은 같은 질량의 물보다 부피가 더 큽니다.
이러한 분자의 재배열 때문에 물은 얼면서 부피가 약 9% 정도 팽창합니다. 이는 다른 대부분의 물질과는 반대 현상으로, 일반적으로 대부분의 물질은 고체 상태가 되면 부피가 줄어듭니다. 물의 이러한 특성 때문에 얼음은 물보다 부피가 크며, 이는 물이 얼 때 그릇이나 병이 깨지거나 뚜껑이 열리는 원인이 됩니다.안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
물이 0°C 이하로 냉각되면 물 분자들이 더 느리게 움직이면서 규칙적인 결정을 형성하기 시작합니다. 얼음이 형성될 때, 수소 결합이 안정적으로 자리잡게 되는데, 이때 물 분자들이 육각형의 결정을 이루며 고정됩니다. 이 육각형 구조는 분자들 사이에 많은 빈 공간을 만들어냅니다. 이 육각형 구조는 큰 부피를 만들어 냅니다.
안녕하세요. 정철 박사입니다.
물이 얼게 되면 얼기 전보다 부피가 커지는 이유는 물이 얼면서 분자들이 정렬을 하게 되는데
이때 정렬되는 분자간 간격이 액체일때보다 늘어나 부피가 커지는 것입니다.