왜 빙정설에서 응결된 물방울이 수증기로 증발하나요?

Question

안녕하세요

빙정설에 의하면 응결된 물방울이 과냉각이 되어 오히려 수증기로 증발되어버리자나요?

왜 0도 이하로 가서 고체화된 물방울이 수증기로 변하나요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

빙정설에서 응결된 물방울이 수증기로 증발하는 이유는, 수증기 안에 있는 공기가 매우 건조하기 때문입니다. 수증기는 대기 중에서 가장 건조한 영역 중 하나이며, 공기에서 수증기로 이동하는 수증기 포화증기의 상대습도는 매우 낮습니다.

따라서, 빙정설에서 응결된 물방울이 수증기로 들어가면, 물방울 표면에 있는 물 분자들이 수증기 포화증기 안으로 증발하게 됩니다. 이는 물 분자들이 물방울 표면에서 떨어져 나오는 에너지를 흡수하여 증발하는 것입니다.

또한, 수증기 안의 공기는 매우 더울 때는 수증기 포화증기의 상대습도가 낮아질 수 있습니다. 따라서, 빙정설에서 응결된 물방울이 수증기로 들어갈 때, 수증기 포화증기의 상대습도가 낮으면, 물방울의 증발이 더욱 쉽게 일어날 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

물은 일반적으로 0도 이하에서 얼음으로 상변화합니다. 그러나 특정 조건에서 물은 얼음으로 상변화하는 과정을 경험하지 않고 0도 이하에서 계속해서 액체 상태로 남을 수 있습니다. 이러한 현상을 과냉각이라고 합니다.

과냉각은 주로 순수한 물보다는 물에 어떤 불순물이나 이물질이 포함된 상태에서 일어납니다. 불순물이나 이물질은 얼음의 결정화 과정을 방해하고 얼음의 형성을 억제할 수 있습니다. 따라서 물이 0도 이하로 냉각되어도 얼음으로 결정화되지 않고 계속해서 액체 상태로 남을 수 있습니다.

하지만 이러한 과냉각된 물은 불안정한 상태이며, 작은 변동이나 접촉 등의 외부 자극에 의해 얼음으로 상변화할 수 있습니다. 이 때, 과냉각된 물이 빙정으로 상변화되는 과정을 응결이라고 합니다. 응결은 주로 물방울이나 과냉각된 미립자 등에 의해 촉매되며, 주위의 공기 중에 있는 수증기가 물방울 표면에 응결되어 얼음 결정이 형성됩니다.

따라서, 0도 이하에서 과냉각된 물방울은 주위의 수증기와 접촉하면서 응결이 발생하여 수증기가 얼음으로 변하게 됩니다. 이 과정을 통해 물방울이 얼음 결정체인 빙정으로 변하는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.과냉각된 물방울이 0도 이하의 온도에서 고체화된 상태로 유지되는 동안, 수증기 분자들은 물방울 표면 주변에 있게 됩니다. 이때 물방울 표면은 상대적으로 따뜻한 상태로 존재하므로, 수증기 분자들이 물방울 표면에 충돌하여 에너지를 전달하고 표면으로 흡수됩니다. 이로 인해 수증기 분자들은 증발하게 되어 고체화된 물방울에서 수증기로 변하게 됩니다.

Answer 4

일반적으로 물은 0도 이하의 온도에서 응결하여 얼음이 형성되지만, 빙정설은 물이 얼음이 되기 전에 과냉각되어 액체 상태로 남아있는 경우를 말합니다. 이는 얼음이 형성되는 조건이 충족되지 않았거나 얼음 형성 과정이 방해받은 경우에 발생할 수 있습니다.

과냉각은 얼음이 형성되기 위해 필요한 초기 핵 형성이나 얼음의 성장을 방해하는 외부 요인이 존재할 때 발생합니다.

Answer 5

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

수증기가 응결되는 고도는 상당히높고, 해당공간의 기압은 매우낮아 고체화된 물방울들이 바로 수증기로변할 수 있는 승화작용이 가능해집니다.

또한 사실 과냉각이라는 용어자체가 고체화되는것을 의미하는것이 아니고 0도이하지만 액체상태를 유지하는 물방울을 의미합니다.

즉, 0도이하의 물방울이 기화현상을 일으키는것이라고도 할 수 있습니다.