물의 밀도가 온도가 4도 일때 가장 큰 이유는 무엇인가요?

Question

안녕하세요

물의 밀도가 온도가 4도 일때 가장 크다고 하는데요

그 이유는 무엇인가요? 밀도는 질량/부피로 알고 있는데 , 그럼 4도 일때 부피가 가장 작나요?

Answer 1

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.

물은 일반적으로 온도가 낮아지면 분자간의 운동이 감소하고 수소 결합의 강도가 세지죠..

그리고..이 수소결합이 물 분자들 사이의 상호작용을 유지하는 중요한 역할을 하는데..

수소 결합은 물 분자들을 가까이 유지시켜 밀도를 증가시키는데 기여한답니다.

따라서..오도가 낮아져 분자 운동이 감소하고 수소 결합이 강해지면 서로 가까이 유지되면서 분자 간 간격이 좁아지고

결국엔 밀도가 증가하는 것입니다.

이런 현상을 관찰해본 결과, 물의 온도가 4도 일때가 가장 밀도가 높게 나타났고...이후 온도가 더 낮아질수록 결정화되고

고체상태으 얼음으로 형성이 된답니다. ㅎ

또한, 수소결합의 형성으로 인해 4도 근처에서는 물의 부피가 증가하게 되고..얼음으로 상전환이 일어날때 물 대비 약 10%의

부피가 증가하게 됩니다. ㅎ

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

물은 특이한 물질입니다. 물은 고체가 되면서 부피가 증가하는 성질을 가지고 있습니다. 보통의 물질은 고체가 되면 부피가 줄어들죠.

물의 경우 온도가 감소하면 보통의 물질과 같이 분자 운동의 활발함이 줄어들어 부피가 줄어들게됩니다. 하지만, 4도 이하가 되면서 물 분자간 전기력에 의해 6각 구조를 형성하기 시작하게 되면서 다시 부피가 증가하게 되죠. 그래서 4도 정도 일 때가 가장 부피가 작은 상태이며 밀도가 큽니다.

Answer 3

온도가 4도일 때 가장 큰 이유는 물의 특이성이라는 특성에 기인합니다. 특이성은 물이 4도 근처에서 가장 큰 밀도를 가지는 것을 의미합니다. 이는 물의 온도가 낮아지면서 분자 간의 상호작용이 변화하고, 물 분자의 배열이 변하는 결과로 이해됩니다.

일반적으로 물은 4도 이상에서는 온도가 낮아질수록 분자 간의 상호작용이 강해져서 분자가 서로 가까이 모여들게 됩니다. 그러나 4도 근처에서는 물 분자들이 특이하게 배열되며, 서로 떨어져 있는 구조를 형성합니다. 이 때문에 4도에서 물의 밀도가 가장 크게 됩니다.

이러한 특이성은 온도가 4도 이하로 낮아질 때는 물이 더 차가워지면서 얼음이 형성되는 것과도 관련이 있습니다. 물이 얼음으로 상변화할 때는 분자 간의 상호작용이 더욱 강력하게 이루어져서 분자가 규칙적인 구조로 배열되고 밀도가 더욱 증가합니다.

따라서 4도일 때 물의 밀도가 가장 크며, 그 이유는 4도 근처에서의 물 분자의 특이한 배열과 상호작용 때문입니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

물의 밀도는 온도가 4도일 때 가장 큽니다. 그 이유는 물의 분자 구조 때문입니다 물의 분자는 극성 분자이기 때문에 서로 강하게 결합합니다 이 결합은 온도가 낮아지면 더 강해집니다. 따라서 물이 4도일 때는 분자 사이의 결합이 가장 강해지고 이로 인해 부피가 가장 작아집니다