학문
밀도가 작은 물질은 왜 밀도가 큰 물질 위로 뜨나요?
중2 과학 교과서의 '물질의 특성'단원을 공부하고 있습니다. 교과서에선 물이 담긴 컵에 얼음과 알루미늄을 넣었을때 얼음은 물 위에 뜨고 알루미늄은 아래로 가라앉는것을 밀도의 성질의 예시로 들었습니다.
궁금한 점은, 예를 들자면, 왜 얼음이 물 위에 뜨냐는 것입니다. 입자의 배열과 관련이 있나요? 혹은, '관찰하다보니 그렇더라'인가요?
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2개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
얼음이 물 위에 뜨는 현상은 얼음의 밀도가 물의 밀도보다 낮기 때문입니다. 물은 얼어서 얼음이 될 때, 분자 사이에 생성되는 수소 결합으로 인해 물 분자가 규칙적인 결정 구조를 형성하게 되고, 이 구조는 분자 사이의 거리를 넓히게 만듭니다. 이로 인해 동일한 부피의 물에 비해 얼음이 더 가벼워집니다.
얼음에서 수소 결합은 분자 간에 공간을 만들어 입자들이 더 멀리 떨어져 배열되도록 합니다. 이것이 바로 얼음이 물보다 밀도가 낮은 이유이며, 따라서 얼음은 물 위에 뜹니다. 이와 대조적으로, 알루미늄과 같은 금속은 매우 밀도가 높아 물속에서 가라앉습니다.안녕하세요. 김재현 전문가입니다.
네 맞습니다. 물질의 밀도는 질량/부피인데 이때 같은 질량이더라도 부피가 크면 밀도가 작아집니다. 이때의 부피는 입자의 배열때문에 그렇습니다. 물의 액체보다 고체가 부피가 더 큰데 입자사이의 거리가 더 멀어져 부피가 작아지는것이죠