물이 돌을 깎을 수 있는 이유가 뭔가요?

Question

가끔 여러 공장이나 동굴들을 보면,

물을 고압으로 쏘아서 돌을 잘라내기도 하고.

동굴에선 물 몇방울이 지속돼서 돌을 파내기도 하던데.

이렇게 무른 액체가 어떻게 돌을 깎고 잘라낼 수 있는건가요>

Answer 1

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

모든 물질은 원자, 분자로 이루어져 있습니다. 그리고 원자, 분자간 전기력으로 인한 결합으로 형태를 이루고 있죠. 이러한 결합을 깨뜨리기위해서는 결합력(전기력)보다 강한 에너지를 전달해주면 됩니다. 강한 에너지를 만드는 데에는 높은 운동에너지가 있습니다. 즉, 아주 빠르게 충돌시키면 결합력을 깨뜨릴 수 있는 것이죠.

그래서 물을 아주 강한 수압으로 분사시키면 높은 에너지를 가진 물 분자가 됩니다. 이는 마치 발사된 총알과도 같죠. 이러한 높은 에너지를 가진 물 분자가 돌이나 다른 물질에 부딪혀 물질의 결합력을 깨뜨리게됩니다. 그래서 물로 연마가 가능한 것이죠.

Answer 2

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

고압펌프를 이용하여 아주 작은 단면에 높은 수압의 물을 쏘게 되면 수압이 집중되고 그 힘으로 돌이 절단되게 됩니다.

이러한 방법은 크게 두가지로 나뉘며 순수한 물만 사용하는 방법과 석재가루를 함께 섞어 분사하는 연마재 혼합 절단 방법으로 나뉘게 됩니다.

대부분의 경질의 재료는 연마재혼합방법을 활용하고 있습니다.

도움이 되셨다면 좋아요, 추천 부탁드립니다.

Answer 3

안녕하세요.과학전문가입니다.

빠른 속도 때문입니다. 컨트롤만 잘 된다면 많은 이득이 있는 방법입니다. 금속으로 자른다면 상호작용에 따른 불량 및 마모로 교체등 다양한 문제가 발생할 수 있으나 유체는 그럴 걱정이 없죠.

Answer 4

지속적인 힘이 가해지면 작은 힘으로도 단단한 물질을 깎을 수 있습니다.

물이 떨어지면서 물에도 속도가 붙기 때문에 운동에너지가 있고,

이 운동에너지를 돌이 계속 지속적으로 받는다면 돌의 내구성에도 영향이 갈 수 있습니다.