물의 삼태변화와 온도 변화에 대해 알려주세요
물이 고체, 액체, 기체로 변화하는 과정인 삼태변화에 대해 설명해주시고 온도 변화와의 관계를 알려주세요 그리고 물의 녹는 점과 어는 점 이와 관련된 물리학적 개념을 설명바랍니다
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.
냉동고의 온도는 약 -4℃로 물의 어는점인 0℃보다 낮습니다.
물은 차가운 냉동실에서 자신이 가진 열을 빼앗기게 되고 0℃이하가 되면 얼어 얼음이라고 하는 고체가 됩니다.
또는 라면을 먹기 위해 냄비에 물을 끓이는 상황을 생각해 봅시다.
냄비에 열을 가하면 물의 온도는 급격히 오르고 물의 끓는점인 100℃이상에서 물이 끓는 것을 관찰할 수 있습니다.
냄비안의 물은 열을 흡수하여 100℃ 이상에서 수증기라고 하는 기체가 됩니다.
물 분자의 고체 - 액체 - 기체로의 상태 변화는 수소 결합의 형성에 의한 분자의 배열과 관련이 있습니다.
산소와 수소 원자 사이에 형성된 화학적 결합인 강한 공유결합과 달리 물 분자들간의 수소 결합은 열에 의하여 쉽게 끊어지거나 결합됩니다.
고체(얼음) 상태애서 대부분의 물 분자들은 서로 수소결합을 하며 규칙적으로 배열됩니다.
물 분자들은 고체상에서 육각형의 결정구조를 이루게 됩니다.
따라서 액체인 물로 존재할 때 보다 부피가 약간 늘어나는 것 입니다.
페트병에 물을 채운 뒤 얼리면 페트병이 빵빵하게 부풀어 얼음이 얼어있는 것을 관찰할 수 있습니다.
이러한 현상이 물 분자들이 고체상에서 육각형의 결정 구조를 형성하여 부피가 증가하는 것을 보여주는 예입니다.
고체상태의 물 분자들은 부피와 모양이 고정되어 있다는 특징이 있습니다.
액체(물) 상태에서 물 분자들은 고체 상태보다는 서로 수소 결합을 적게 이룹니다.
따라서 물 분자간의 거리가 고체일 때 보다 약간 멀어지는 것이 가능합니다.
물 분자들의 이동은 비교적 자유로워 지고 부피는 약간 변화할 수 있으며 모양은 자유롭게 변화합니다.
기체(수증기) 상태에서 물 분자들의 수소결합은 모두 끊어지며 분자간 거리는 매우 멀어집니다.
각각의 물 분자들은 이제 서로 멀리 떨어져 상호작용을 하는 것이 어려워 집니다.
뜨겁고 가벼워진 물 분자들은 공기중에서 자유롭게 이동하며 부피와 모양이 무한하게 변화할 수 있습니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.물이 고체, 액체, 기체로 변화하는 것은 상태 변화라고 합니다. 물의 상태 변화는 온도에 따라 결정됩니다.
물이 고체 상태에서 액체 상태로 변화하는 것을 녹이는 것이라고 합니다. 이 과정에서는 물 분자들이 고체 상태에서의 정적인 위치에서 떨어져 나와서 액체 상태에서는 자유롭게 움직입니다. 물 분자들 사이의 결합이 약해져서 이러한 변화가 일어나게 됩니다. 녹이는 온도는 0℃ 입니다.
액체 상태에서 기체 상태로 변화하는 것을 수증기가 되는 것이라고 합니다. 이 과정에서는 물 분자들이 액체 상태에서 떨어져 나와서 자유롭게 움직입니다. 물 분자들이 액체 상태에서의 상호작용이 약해져서 이러한 변화가 일어나게 됩니다. 수증기가 되는 온도는 100℃ 입니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.
- 물의 고체 상태는 얼음인데, 1기압이고 온도가 0℃ 이하라면 물이 얼어서 얼음 즉, 고체로 상태변화가 일어납니다.
- 액체는 고체보다 입자의 움직임이 자유롭기 때문에 흐르는 성질을 가지고 있고, 부피는 일정하지만, 그릇의 모양에 따라 모양이 변하기도 합니다.
→물은 액체 상태의 물질로 1기압 상태에서 온도가 0℃ 이상, 100℃ 이하일 때 액체 상태로 존재합니다.- 기체는 물질을 이루는 입자 사이의 거리가 고체, 액체와 비교하여 매우 멀기 때문에 입자 사이에서 작용하는 힘이 거의 없습니다. 따라서 기체는 담는 그릇이나 가하는 힘에 따라 그 모양이나 부피가 변합니다.
수증기는 물의 기체 상태인데, 액체 상태인 물이 끓거나 증발하여 만들어지고, 또 고체 상태의 얼음이 액체 상태를 거치지 않고 기체로 바로 승화되어 만들어지기도 합니다.
감사합니다.
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