물체를 뜨겁게 한 다음 찬물을 부으면 깨지는 이유가 뭔가요?

Question

물체를 엄청나게 고온으로 뜨겁게 한 다음

차가운 물을 부으면 어떤 물체들은 깨지더라고요.

근데 그냥 찬물을 부으면 식기만 할 것이지 깨져버리는 이유는 뭔지 궁금합니다.

Answer 1

물체를 뜨겁게 가열한 후에 찬물을 부으면 깨질 수 있는 이유는 열팽창과 열 스트레스에 기인합니다.

물체를 가열하면 그 온도가 상승하고, 이는 물체 내부의 분자 운동이 증가하며, 물체의 부피가 확장됩니다. 이를 열팽창이라고 합니다. 따라서, 뜨거운 물체는 차가운 물체에 비해 크기가 크고 팽창된 상태입니다.

그런 다음 차가운 물을 뜨거운 물체에 부으면, 물체의 온도가 갑자기 하락합니다. 이로 인해 물체의 부피가 감소하게 되는데, 이를 열 수축이라고 합니다. 열 수축은 물체가 냉각되어 분자 운동이 감소하고 물체의 부피가 줄어들기 때문에 발생합니다.

따라서, 뜨거운 물체에 찬물을 부으면, 뜨거운 물체는 열팽창으로 인해 팽창된 상태이고, 찬물은 냉각되어 수축된 상태입니다. 이러한 상황에서 뜨거운 물체와 찬물은 크기와 형태의 차이가 발생하며, 이는 물체 내부에 열 스트레스를 유발합니다. 열 스트레스는 물체의 구조에 대한 불균형한 힘을 생성하고, 이로 인해 물체가 깨질 수 있습니다.

따라서, 뜨거운 물체에 찬물을 부어 열 스트레스를 유발하면, 물체의 구조에 너무 큰 힘이 가해져서 균형을 유지할 수 없게 되고, 결과적으로 물체가 깨질 수 있게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

물체를 뜨겁게 가열한 후에 찬물을 부으면 깨지는 현상은 열 팽창과 관련이 있습니다. 이 현상은 열응력이라고도 알려져 있습니다.

물체를 가열하면 그 분자들은 에너지를 흡수하여 움직임이 활발해집니다. 이로 인해 물체의 온도가 상승하고, 물체의 크기도 확장되는 열 팽창이 발생합니다. 이때 물체는 일정한 크기로 제한되어 있거나, 내부에 잘 고정된 구조를 가지고 있다면 열 팽창으로 인해 내부의 응력이 증가할 수 있습니다.

찬물을 부으면 물체의 온도가 급격하게 감소합니다. 이는 물체의 크기가 축소되고, 물체가 수축하는 열 수축이 발생합니다. 이때 물체의 크기가 급격하게 축소되면, 내부에 있는 응력이 물체의 강도를 초과할 수 있어 물체가 깨질 수 있습니다. 특히, 열 팽창으로 인해 물체가 이미 약해진 상태인 경우에는 찬물로 인한 열 수축에 대한 응력이 더욱 커져 깨질 가능성이 높아집니다.

Answer 3

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

뜨거운 물체에 찬물을 부어버리면 급격하게 온도가 떨어지게 됩니다.

이 때 발생하는 현상이 바로 열응력입니다. 온도가 떨어질 때 물체의 크기가 축소되고 이때 열 수축으로 인하여 내부 응력에 의해 물체에 힘을 가하게 되어 물체가 깨지게 되는 것 입니다.

Answer 4

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

물체가 뜨거워지면 열에너지에 의해 물체가 팽창 한 상태에서 인데요

이때 갑자기 차갑게 하면 물체가 수축하면서 깨지는 것입니다

Answer 5

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.

물체를 뜨겁게 가열하면 물체의 온도가 상승하면서 물체의 입자들이 확산되고 열 팽창이 발생합니다. 이때 물체의 크기가 확장되며, 내부와 외부 사이에 열 스트레스가 발생할 수 있습니다. 이 상태에서 찬물을 부으면 갑작스럽게 냉각되어 물체가 수축하게 됩니다. 이러한 열 팽창과 갑작스러운 수축으로 인해 물체의 내부와 외부 간에 열 스트레스가 커지고, 이로 인해 물체가 깨질 수 있습니다.

Answer 6

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

모든 물질들은 열을받으면 팽창하는 성질이 있는데, 갑자기 차가워지면 수축하며 분자간결합이 끊어지기때문입니다.

Answer 7

안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.

모든 물질은 열을 받으면 팽창을 하고 온도가 낮아지면 수축을 하게 됩니다.

열은 받은 물질이 팽창을 하고 있는데 갑자기 찬물을 만나면 한쪽은 뜨거워 팽창하여 있는 상태가 되고 찬물을 받은 쪽은 냉각되어 수축이 됩니다. 그럼 이 차이를 견디지 못하고 깨지는 것입니다.