안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
물이 가장자리에서 어는 이유는 밀도 변화 때문입니다. 물은 4℃에서 밀도가 가장 크고, 4℃보다 낮아지면 밀도가 감소합니다. 따라서 물이 4℃보다 낮아지면, 밀도가 높은 물이 아래로 가라앉고, 밀도가 낮은 물이 위로 올라오게 됩니다. 컵에 얼음을 얼리는 경우, 컵의 가장자리 부분은 공기와 접촉하기 때문에 공기의 열을 빼앗기게 됩니다. 따라서 가장자리 부분의 물은 먼저 4℃보다 낮아지게 되고, 밀도가 낮은 물은 컵의 가장자리로 올라오게 됩니다. 컵의 가장자리에 밀도가 낮은 물이 모이면, 그 아래에 있는 밀도가 높은 물은 더 아래로 가라앉게 됩니다. 따라서 컵의 가장자리 부분은 계속해서 밀도가 낮은 물로 채워지게 되고, 얼음이 얼기 시작합니다.