얼음은 고체인데 물 위에 뜰 수 있는 이유가 궁금해요

Question

안녕하세요. 얼음인 고체는 무게가 무거운데도 불구하고 고체인 얼음이 어떤 이유로 인해 액체인 물 위에 뜰 수 있는 건지 그 이유가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 과학전문가입니다.

액체가 고체보다 부피가 큰 것이 일반적인 현상이지만 물은 반대로 얼음의 부피가 물의 부피보다 더 커집니다. 부피가 커진다는 것은 밀도가 감소한다는 것이고, 밀도가 감소한다는 것은 무게가 줄어든다는 의미입니다. 밀도가 작은 물질은 밀도가 큰 물질위에 뜨게되는데, 빙산의 일각처럼 얼음은 일부 증가한 밀도만큼 물위에 뜨고 나머지는 물속에 잠겨있게 됩니다.

Answer 2

물은 다른물질과 다르게 고체(얼음)가 되면 부피가 증가하고 단위면적당 밀도가 작아집니다.

얼음은 수소결합으로 분자구조사이에 공간이 생기게 되면 그 공간으로 인해 밀도가 작아지면서 부피가 커지게 됩니다. 결국 단위면적당 무게가 물보다 작아지므로 물위에 뜨게 됩니다.

Answer 3

물은 4도의 온도에서 밀도가 가장 무겁습니다.

즉, 4도의 물은 밑으로 가라앉게 되고 더 차가운 물(얼음이 되려는 물)은 올라오게 되어 순환이 이루어집니다.

그리고 얼음이 무겁더라도 밀도는 가볍기 때문에 물에 뜰 수 있습니다.