호수 밑바닥이 얼지 않는 이유는 무엇인가요?
온도가 0℃ 아래로 내려가면 물은 얼기 시작합니다.
호수도 마찬가지로 표면부터 얼기 시작할텐데 호수 밑바닥이 얼지 않는 이유는 무엇인가요?
물의 밀도가 4도에서 가장 크기 때문에 그렇습니다.
밀도가 크면 부피대비 질량이 크다는 뜻인데, 물이 4도에서 가라앉기 시작합니다.
이때 아래쪽에 있던 덜 차가운 물이 위로 올라가며 순환이 발생합니다.
이런 현상이 반복되어 항상 아래쪽에 더 차가운 물이 존재하게 되고
아래쪽부터 물이 얼고 나중에 표면까지 얼게 됩니다.
따라서 이러한 대류로 인해 밑바닥은 얼지 않게 됩니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
호수 깊이별로 온도가 다릅니다. 지표면에 가까울수록 표면 온도가 낮기 때문에 먼저 어는것입니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
1. 물의 특이한 수소결합
물은 분자 내 전자의 분포가 다소 독특합니다. 수소쪽에는 전자가 없고 산소쪽에만 전자가 몰빵(?) 되어 있습니다. 그러다 보니 산소 쪽은 - 전하를, 수소쪽은 + 전하를 띄는 형태의 극성을 가지게 됩니다. 이로인해 물 분자는 가만히 내비둬도 수소와 산소 사이에 전기적 결합이 발생하고, 이를 수소결합이라고 합니다.
<물 수소결합의 개념도>
물이 가지는 이런 전기적 특성은 생명체가 생명활동을 하는데 매우 유리합니다. 용해도가 높아지고, 외부의 온도변화에도 온도가 크게 달라지지 않는 등이 그런 예입니다. 이런 수소결합 덕분에 물은 얼 때에도 다른 아이들과 다른 특이한 형태를 보입니다.
아래 그림처럼 보통의 액체들은 얼어버리면 분자와 분자사이가 엄청나게 가까워지며 밀도가 증가합니다. 보통은 그렇습니다. 하지만 물은 다릅니다.
안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
물은 특이하게도 온도가 4℃일 때 가장 무겁다. 차가운 공기와 만나는 호수 표면의 물 온도가 내려가 4℃가 되면 아래쪽의 물보다 무거워지기 때문에 아래로 내려간다. 이렇게 호수의 물 전체가 4℃가 될 때까지 물은 아래 위로 위치 교환을 계속한다.
호수의 물 전체가 4℃가 되면 위치 교환은 멈추게 되고 표면의 온도가 0℃가 되면 표면부터 얼기 시작한다. 날씨가 추워져 점점 온도가 내려갈수록 얼음의 두께는 두꺼워지지만 어느 정도 두께로 얼면 그 얼음의 단열 효과로 아래 부분은 얼지 않고 있어서 물고기가 겨울을 지낼 수 있게 해준다.
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.
물은 특이하게도 온도가 4℃일 때 가장 무겁습니다.
차가운 공기와 만나는 호수 표면의 물 온도가 내려가 4℃가 되면 아래쪽의 물보다 무거워지기 때문에 아래로 내려가는데
이렇게 호수의 물 전체가 4℃가 될 때까지 물은 아래 위로 위치 교환을 계속하게 됩니다.
호수의 물 전체가 4℃가 되면 위치 교환은 멈추게 되고 표면의 온도가 0℃가 되면 표면부터 얼기 시작하게 되는 것이죠
