차가운 물과 뜨거운 물 중 어느 물이 더 빨리 어나요?
제가 얼핏 듣기로 얼음을 만들 때
정수기 뜨거운 물 받아서 냉동실에 넣는게 더 빨리 언다고 하더라구요
이게 사실이라면 정확히 어떠한 과학적 원리가 있는 건가요?
전문가님들 답변 부탁드립니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
뜨거운 물이 찬물보다 빨리 얼게됩니다. 그 이유는, 물이 온도가 높아지면 물분자 간의 수소결합이 약해져 밀도가 내려가는데, 동시에 물분자 내부 이온 사이에는 반대로 냉각과정에서 일어나는 반응이 생기기 때문입니다. 이러한 효과를 음펨바효과라고 하며 2013년 싱가포르 난양공과대학의 연구팀이 원인을 찾아냈습니다. 물의 온도가 올라가면 물분자의 수소결합의 간격이 넓어지면서 물분자 내부의 수소와 산소원자의 공유결합이 짧아지게 됩니다. 공유결합이 짧아지면서 에너지늘 방출하는 것은 냉각과정의 반응과 동일하다고 합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
음펨바 효과 원리
뜨거운 물이 차가운 물보다
빨리 어는 이유는
바로!
차가운 물보다 상대적으로 긴
분자 간 거리로 인해
뜨거운 물이 방출하는 에너지가
더 많기 때문인데요.
즉, 뜨거운 물은
축적된 에너지양이 많아
냉각 시 더 빠른 속도로
에너지를 방출하게 되는 것이랍니다.
연구팀은 각각 온도가 다른 물을 얼리면서
에너지 방출량을 측정해
이러한 현상을 입증했다고 해요.
정말 대단하죠?
그러나
음펨바 효과를
인정하지 않는 과학자들도
꽤 많습니다.
“물은 수십 분, 수시간에 걸쳐
얼기 때문에 그 사이에 깨어진
약한 수소결합이 복구된다.”
“아주 짧은 시간에 일어나는
수소결합의 붕괴로
천천히 진행되는 물의 냉각을
설명할 수 없다."
"대부분 다섯 번 실험해서
한두 번 음펨바 효과를 확인하는 데 그쳤다"
- 뜨거운 물이 더 빨리 얼고 이 효과를 음펨바 효과 입니다.
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 방출된다는 이론을 지지합니다.
안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
뜨거운 물의 경우 외부에 접한 위쪽 물이 식으면서 안쪽의 물과 온도차가 커집니다. 때문에 뜨거운 물은 차가운 물보다 대류현상이 더 활발하게 일어나 바깥으로 열을 더 빨리 빼앗긴다는 것입니다
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
현재 뜨거운물이 더 빨리어는이유에 대해서는 아직까지도 완벽히 해결된 문제가 아닙니다.
그 중 가장 유력한 가설로는 뜨거운물의 대류가 더 활발하여 외부 차가운공기와 열 교환이 빠르게 일어나 먼저 식게된다는 것입니다.
감사합니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
온도가 낮은 물을 얼려야 더 빨리 업니다. 정수기로 받은 뜨거운 물이 더 늦게 얼게 되겠죠. 질문자님께서 잘못알고 계신겁니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다. 차가운물이 더 빨리 얼것 같습니다.
왜냐하면 물이 얼려면 먼저 영도씨가 되어야 하거든요. 뜨거운물이 먼저 차가운물을 거치고 얼음으로 되니까요
