다른 물질들은 액체에서 고체로 변하면 부피가 주는데 왜 물만 부피가 늘어나는 걸까요

Question

다른 물질들은 액체에서 고체로 변하면 부피가 주는데 왜 물만 부피가 늘어나는 걸까요. 그리고 물이 가장 작은 부피를 나타낼 때에 온도는 어떻게 되나요

Answer 1

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

이는 물의 분자 구조 때문입니다. 물 분자는 다른 물질들과는 달리 분자 간에 수소 결합이 일어나는 특징이 있습니다. 이 수소 결합은 물 분자들을 서로 끌어당기는 힘을 만들어내는데 이는 물 분자들이 서로 떨어지지 않고 붙어있게 만듭니다. 그래서 물 분자들이 서로 떨어지지 않고 붙어있게 되면 물 분자들이 차지하는 공간이 늘어나게 되어 부피가 늘어나는 것입니다.

물이 가장 작은 부피를 나타낼 때의 온도는 4°C입니다. 이는 물 분자들이 가장 높은 밀도를 가지는 온도이기도 합니다. 물 분자들이 서로 떨어지지 않고 붙어있는 상태에서는 분자 간 거리가 가장 가깝기 때문에 부피가 작아지게 됩니다. 하지만 온도가 낮아지면 물 분자들이 서로 떨어지게 되면서 부피가 늘어나게 됩니다. 그래서 물이 액체에서 고체로 변하면 부피가 줄어들게 되는 것입니다.

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Answer 2

안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.

물이 부피가 늘어나는 이유는 온도가 내려가면 불규칙적으로 움직이던 물분자가 규칙적으로 배열이 되면서 그사이에 공기가 들어가기 때문에 부피가 늘어납니다

Answer 3

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다. 물은 다른 물질과는 다르게 4도에서 가장 큰 밀도를 가지고 있습니다. 이는 물이 액체 상태에서 고체로 변할 때 분자 간의 구조가 변화하여 물 분자들이 더 멀리 떨어지기 때문에 부피가 늘어나는 현상이 발생합니다. 물이 가장 작은 부피를 나타내는 온도는 4도입니다. 이 온도에서 물은 가장 밀도가 높아지며 부피가 가장 작아집니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

대부분의 물질은 액체 상태에서 고체 상태로 변하면서 분자들이 밀집되어 부피가 감소합니다. 하지만 물은 독특하게도 수소 결합이라는 특별한 힘 때문에 액체보다 고체 상태에서 부피가 늘어납니다. 액체 상태의 물 분자는 불규칙하게 움직이지만, 고체 상태의 얼음에서는 규칙적인 육각형 구조를 형성하며 서로 연결됩니다. 이 육각형 구조는 물 분자 사이에 공간을 만들고, 이 공간 때문에 얼음의 부피가 액체 물보다 커지는 것입니다.