찬물 대비 뜨거운물로 얼음을 만들었을 때 왜 투명도가 더 높아지나요?

Question

안녕하세요

보통 빨리 얼게 하려고 찬물로 얼음을 만드는데요

며칠 전 그냥 뜨거운물이 있길래 이걸로 얼음을 만들었더니, 평상시 보다 얼음의 투명도가 엄청 올라갔습니다.

그 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 액체의 온도가 높을 수록 액체에 녹아 있는 기체의 용해도가 낮아 집니다. 반대로 온도가 낮으면 액체에 녹아 있는 기체의 용해도가 높아지는데요. 얼음이 얼면서 불투명한 이유는 그 안에 기체가 있어서 얼음이 얼면서 안쪽에서 기체가 빠져 나가지 못해서 그렇게 되는데요. 물이 얼때 찬물은 겉면부터 얼면서 물에서 얼음이 되면 부피가 커지면서 밀도가 작아져서 겉면부터 얼고 그 안에 있는 기체가 빠져나가지 못합니다. 그런데 뜨거운 물은 기체가 빠져나가기도 하고 얼릴경우 대류 현상에 의해서 물이 계속 순환하면서 얼어서 더 빨리 얼기 때문에 찬물을 얼릴때 보다 뜨거운물을 얼리면 더 투명하게 되는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

뜨거운 물의 경우 분자의 움직임이 활발하기 때문에 물 내부에 갇혀있는 산소 등의 기포의 양이 현저히 적습니다.

그렇기 때문에 이러한 상태를 얼릴 경우 상대적으로 투명한 얼음을 얻을 수 있게 되는 것 입니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

뜨거운물을 얼리게되면 물이 계속 대류하며 얼기때문에 내부의 산소기포가 비교적 잘 빠져나옵니다. 하지만 차가운물은 표면부터 얼먼서 얼음내부에 기포가 갇히면서 하얗게보이게됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.

뜨거운 물로 얼음을 만들면 찬물로 얼음을 만들 때보다 투명도가 높습니다. 그 이유는 뜨거운 물은 찬물보다 기포가 적기 때문입니다. 기포는 얼음의 결정을 방해하여 투명도를 떨어뜨립니다. 뜨거운 물은 찬물보다 기포가 적기 때문에 얼음의 결정이 균일하게 형성되고 투명도가 높아집니다.

또한, 뜨거운 물은 찬물보다 증발이 빠르기 때문에 얼음을 만드는 과정에서 기포가 적게 생깁니다. 따라서, 뜨거운 물로 얼음을 만들면 찬물로 얼음을 만들 때보다 투명도가 높습니다.

Answer 5

실제로는 찬물을 사용하여 얼음을 만들 때 더 투명한 얼음이 형성됩니다.

얼음은 물이 고체로 변하는 과정에서 발생하는 결정 구조를 가지고 있습니다. 얼음 결정은 정렬된 물 분자의 구조로 이루어져 있으며, 일반적으로 정사면체 구조를 가지는 결정이 형성됩니다.

찬물로 얼음을 만들 때는 물 분자가 서서히 차가워지면서 결정이 형성되는데, 이 과정에서 결정이 형성되는 속도가 상대적으로 빠르게 진행될 수 있습니다. 결정이 빠르게 형성되면서 물 분자들이 더 작고 균일한 구조로 정렬되게 되는데, 이로 인해 빛이 통과할 때 더 적은 수의 경계면이 발생하게 됩니다.

반면에 뜨거운 물로 얼음을 만들 때는 물 분자의 열 움직임이 더 크고 불규칙해집니다. 이는 결정 구조의 형성을 방해하고, 결정화 과정이 상대적으로 느리게 진행될 수 있습니다. 결정화 과정이 느리게 진행되면 물 분자들이 더 크고 불규칙한 구조로 정렬되며, 이는 빛이 경계면을 만나게 되어 흡수 및 굴절이 더 많이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 뜨거운 물로 만든 얼음은 더 탁한 것처럼 보이는 것입니다.