호수나 강의 물이 얼 때 표면부터 어는 이유는 무엇인가요?

Question

호수나 강의 물이 얼 때 보면 아래부터 얼지 않고 윗쪽인 수면부터 얼음이 어는데요. 이처럼 물이 얼 때 수면부터 어는 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 정철 박사입니다.

강물등이 표면부터 어는 이유는 표면의 온도가 깊은곳의 온도보다 더 낮기 때문입니다.

물을 한번에 얼릴정도의 추위가 아니기에 맞닿아 있는 표면부터 서서히 어는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 이원영 전문가입니다.

물의 표면이 공기와 접촉하면서 열을 잃고 온도가 낮아집니다. 그래서 표면부터 온도가 낮아져 얼기 시작하는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

물은 수면부터 얼기 시작하는 이유는 물의 밀도 변화와 관련이 있습니다. 물은 4°C에서 밀도가 가장 크고, 이 온도에서 물이 아래로 가라앉습니다.

수면의 물이 차가운 공기에 노출되면 온도가 낮아지고, 밀도가 높은 물은 아래로 가라앉고 상대적으로 따뜻한 물이 위로 올라옵니다. 이 과정은 수면의 온도가 4°C 이하로 떨어질 때까지 반복됩니다. 이후, 수면의 물이 0°C에 도달하면 얼음이 형성되며, 얼음은 열을 잘 전도하지 않아 아래의 물이 얼지 않도록 합니다.