추운 날씨에는 뜨거운물이 찬물보다 빨리 언다고 하는데.. 원리가 궁금합니다.
지난 12월 엄청 추웠는데요.
뉴스에 보니
기자가 뜨거운 물을 휙 뿌리면 바로 얼어서 서리처럼 떨어지더라구요.
들은 얘기론 뜨거운물이 찬물보다 빨리 언다고 하는데.. 그 이유가 궁금합니다.
음펨바 효과에 의하면 뜨거운 물이 더 빨리 업니다.
아직 여러 가설들이 있지만 정확히 증명되지는 않았습니다.
물을 가열할 때 공유 결합 길이를 줄여가면서 에너지를 놓게되는데,
뜨거운 물이 에너지 양이 많아 냉각시에 더 빠른 에너지로 방출되어 빨리 언다고 합니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
뜨거운물이 빨리 어는 이유는 뜨거운 물쪽에서 용존 산소가 감소하여,
얼음결정으로 형성될 핵 또는 불순물의 감소 때문일 수 있습니다.(소위 과냉각 현상)
뜨거울수록 용존 산소가 감소한다는 것은 오히려 음펨바의 주장을 이해하기 어렵게 만듭니다.원리적으로는 오히려 얼음이 얼기 어려운 조건이 되는 것인데,더 쉽게(빨리) 어는 원리입니다.
같은 상황에서 찬물보다 뜨거운 물이 빨리 어는 효과가 음펨바 효과인데 이를 단순히 뜨거운 물이 매우 추운 기온에서 빨리 어는 것과 혼동하지 말자. 그러나 정답은 ‘뜨거운 물이 차가운 물보다 빨리 얼 수도 있다’이다. 뜨거운 물이 차가운 물보다 먼저 언다는 것은 사실 납득이 잘 되지 않는다
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
아직 음펨바 효과인 찬물과 뜨거운 물 중 어느 것이 더 빨리 어느냐에 대해 완벽히 풀리지는 않았습니다. 찬물이 뜨거운 물보다 빨리 어는 것이 상식적이고 어느 정도 맞는 이야기지만, 뜨거운 물이 찬물 보다 빨리 어는 것을 관측한 사실도 있기 때문이죠. 또한, 이 관측 사실에 대해 실험조건이나 환경등에 영향을 받아 뜨거운물이 찬물보다 빨리 얼었다라는 반박도 있습니다. 그래서 현재로썬 다양한 변수에 의한 조건과 환경에 따라 뜨거운물이 빨리얼수도 있고 찬물이 빨리 얼수도 있다라고 밖에 대답을 못드리겠습니다.
하지만, 뜨거운 물의 경우 물의 증발이 잘 일어나고 김이 잘 발생하기 때문에 찬물에 비해 표면적이 쉽게 넓어 집니다. 이러한 특징 때문에 영하의 온도에서 뜨거운물을 뿌리면 찬물보다 표면적이 더 넓어 순식간에 서리질 수 있습니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
추운 겨울에는 뜨거운 물을 사용할 일이 많다.
그런데 뜨거운 물로 세차를 해 보면 평상시에 생각하지 못했던 색다른 경험을 할 수 있다.
여느 때 세차를 하는 것처럼 뜨거운 물을 자동차의 앞유리에 붓고 걸레로 닦아내려고 하면
낭패를 보기 십상이다.다시 뜨거운 물을 부어서 녹이려고 해도 곧 얼어붙어 미끌미끌해지고 만다.
하지만 미지근한 물로 세차를 하면 이렇게 금방 얼어붙지는 않는다.그럼 뜨거운 물이 미지근한 물보다 빨리 얼어붙는 이유는 무엇일까?
단순히 생각하면 뜨거운 물이 식어서 미지근해질 때까지는 시간이 걸리기 때문에 그 시간만큼
미지근한 물이 빨리 식는다고 할 수 있다. 그러나 뜨거운 물에서는 증발이 매우 활발하게 일어나기
때문에 기화열로 많은 열량을 빼앗기게 된다.따라서 실제로는 미지근한 물보다 뜨거운 물이 빨리 식게 되고 먼저 언다.
물이 식을 때는 증발과 함께 주위로 직접 열이 전달되는 전도 현상도 나타난다.
증발이 전도보다 더 활발히 일어날 때는 뜨거운 물이 먼저 언다. 증발과 전도 중 어느 것이 더
활발히 일어나는가를 결정짓는 중요한 요소로는 물의 온도와 물이 담긴 그릇의 재질을 들 수 있다.