물이랑 얼음의 질량이 왜 같나요?
서로 같은 양의 물이고 물과 얼음이 질량이 같다고하는데 얼음은 얼때 사이사이에 기체가 들어가면서 부피가 커지잖아요 그럼 그 사이사이에 산소질소이산화탄소기체 입자가 있으니까 얼음의 질량이 더 큰거아닌가요? 사이사이의 기체를 뺀 얼음은 질량이 물이랑 같겠지만은 ...혹시 얼음 사이사이의 기체를 빼고 질량을 계산해야하는것인가요?? 왜지? 너무 헷갈려요ㅠ
안녕하세요. 한선옥 과학전문가입니다.
물이 얼으면 얼음이 됩니다
얼음이 되면 물보다 부피가 커져서 밀도가 작아집니다
비열도 얼음과 물이 다릅니다
하지만 물이 얼음으로 변화하는 상태변화에서 질량은 불변합니다
물이 얼음으로 변할때는 얼음의 특수한 구조(육각형)를 가지고 있어서 부피가 커진것이고 기체가 들어간것이 아닙니다
안녕하세요.
질량이라는 것은 무게의 개념으로 부피와 다릅니다.
물은 얼음이 되면서 부피가 증가하므로,
같은 질량의 물과 얼음을 준비한다면 얼음이 크기가 더 크게되며, 현실적으론 불가능하나 같은 질량의 물과 수증기를 준비할 수도 있습니다.
얼음은 물 분자와 물 분자 사이의 결합입니다.
그 사이에 산소나 질소, 이산화탄소 기체가 같이 녹아들 수 없습니다.
따라서 물과 얼음의 질량은 같습니다.
물과 얼음은 밀도가 차이가 나게 되는 것입니다.
안녕하세요. 나명호 과학전문가입니다.
질문이 흥미롭습니다. 먼저, 예상하신 부분까지 포함한다면 질량이 더 클 수 있습니다. 그러나 우리가 어떤 현상에 대해 설명을 할 때 주제가 되는 대상을 제외하고는 배제하는 경우가 많습니다. 이도 마찬가지입니다.
물 -> 얼음이 되었다는 것은 물의 질량 100g이 얼음이 되었다는 의미입니다. 따라서 말씀하신 기체들은 물에 포함된 상황입니다. 물에는 얼음보다 많은 기체들이 녹을 수 있기도하며, 이를 제외하더라도 H20가 액체 -> 고체로 가면 분자 사이에서의 빈 공간이 생깁니다. 여기에 일반적으로 기체가 차 있지는 않습니다. 즉, 실험 환경을 가정했을 때 해당 부분은 제외하는 게 맞습니다. 대부분의 실험 환경이란, 우리의 상상과 이론으로 이루어져 있습니다. 질문자님이 생각하시는 "얼음이 얼면서 기체가 들어가는 것"은 현실의 실험 환경을 가정한 것이기에, 이론으로 봤을 때는 해당하지 않습니다.
정리하면, h20가 액체 -> 고체가 되었을 때는 h20 분자간 사이가 거리가 생기며 부피가 커지는 것입니다. 이는 실험환경에서 이론에 해당됩니다. 해당 문제에서 설명하는 것은 이 이론의 해당 여부에 대해 묻는 것이기에 이렇게 푸는 것이 맞습니다. 1+1=2라는 수학적 규칙과 마찬가지지요. 1+1이 2가 되지 않는 상황도 현실에는 정말 많습니다.
이러한 질문은 매우 좋습니다. 실제 현실 환경에서 얼음을 얼리면 얼음 사이에 구멍 같은 것이 송송 나기 때문이죠. 이 상태에는 물 분자 사이에 기체가 들어 있는 상황이라 질문자님이 생각하는 게 맞습니다. 다만, 이론과 규칙에는 기본적인 법칙을 가정하는 것이기에 이런 부분은 예외로 봅니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
얼음 사이 공간에는 이산화탄소 입자가 끼어있을 수 없습니다.
왜냐하면 얼음의 물분자 입자 사이에도 수소결합으로 최대한 밀착되어있기 때문입니다.
기체가 끼어있는 상황은 얼음을 얼렸을 때 얼음이 흰색으로 보이면 기포가 섞여들어가 얼어있는것입니다.
투명한 얼음과 투명한 물을 비교하면 질량이 같습니다.
감사합니다.안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
물이 그대로 얼면 얼음의 질량과 같습니다
질량 보존의 법칙입니다
다만 얼음의 부피가 조금더 커지기.때문에 물에 얼음을 띄우면.얼음이 동동 떠잇는 것 입니다
