물질이 고체 -> 액체 -> 기체 순으로 부피가 증가하는데 , 왜 물은 다른가요?
일반적으로 고체->액체->기체 순으로 부피가 증가하는걸로 알고있습니다.
그런데 , 예를들어 액체 상태의 물이 고체가 되면 부피가 왜 커지는지 궁금합니다.
안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.
물은 일반적인 물질과는 다르게, 액체상태에서 최대 밀도를 가지는 물질입니다. 이는 물 분자 간의 수소 결합이 형성되기 때문입니다. 따라서, 물이 액체상태에서는 상대적으로 균일한 분포를 유지할 수 있게 되며, 물은 액체상태에서 최대 밀도를 가지며, 이는 물이 얼어서 고체가 되거나, 증발해서 기체가 되기 전까지는 유지됩니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.그 이유는 물분자간의 수소결합때문입니다. 물은 액체 상태에서는 분자 간의 상호작용으로 인해 서로 가까이 붙어있으며, 비교적 높은 밀도를 가집니다. 하지만 물이 고체상태가 되면, 분자들은 서로 더욱 가까이 붙어서 고체의 구조를 이루게 됩니다. 이러한 고체 상태에서는 분자들이 일정한 패턴으로 배열되어 있으며, 더 많은 공간을 차지하게 됩니다.
안녕하세요. 이성희 과학전문가입니다.
일반적으로 액체가 고체가 되면 부피가 감소해야 합니다. 하지만 물이 고체인 얼음이 되면 부피가 증가하는 특이한 현상이 발생합니다. 물분자가 온도가 낮아지면서 수소결합을 하게 되고 육각형의 고리 모양의 결정을 만들어서 빈 공간이 증가한다고 합니다. 이러한 빈 공간 때문에 얼음의 부피가 증가하고 물위에 떠있을 수 있습니다.
안녕하세요. 주영민 과학전문가입니다.
자주 나오는 질문인데, 저는 이렇게 설명합니다.
물분자구조는 다른 물질과 다르게 보다 입체적이고 극성을 띕니다.
그래서 마치 고체가 되면 분자들끼리 손을 잡게 되는데, 이렇게 손을 잡는 행위에서 오히려 부피가 늘어납니다.
우리가 운동장에 여러명이 서있고 좌우로 나란히 를 하면 사람과 사람 사이에 공간이 생기죠?
같은 원리입니다.
물분자는 액체에서 고체가 되면 이렇게 양극 부분과 음극 부분이 손을 잡듯이 연결되면서
오히려 공간이 생겨서 부피가 증가합니다:)
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
물은 일반적인 물질의 특성에서 벗어나는 독특한 특성을 가진 물질로, 고체, 액체, 기체 상태 간에 일반적으로 예상되는 규칙에 따르지 않습니다. 이는 물의 분자 구조와 물의 특수한 수소 결합이라는 현상에 기인합니다.
물 분자는 하나의 산소 원자와 두 개의 수소 원자로 구성되어 있습니다. 이 물 분자들이 서로의 수소 원자와 산소 원자 간에 수소 결합을 형성할 수 있습니다. 수소 결합은 물 분자들을 서로 끌어당기는 힘을 발생시키는데, 이로 인해 물은 높은 비열 높은 농도에서의 높은 점도를 가지게 됩니다.
이 수소 결합에 의해 물은 상태 변화를 할 때 다른 물질들보다 상대적으로 많은 에너지를 필요로 합니다. 따라서 물은 고체 상태에서 액체, 그리고 액체 상태에서 기체로 상태가 변화할 때 예상되는 규칙에 따라 부피가 증가하지 않고, 오히려 부피가 감소하게 됩니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
물의 독특한 성질 때문입니다.
아마 육각수라는 것을 들어보셨을 겁니다. 물은 4도정도가 되면 물의 분자가 재정열을 하여 6각형태를 이루기 시작하고 얼음이 되면서 6개의 물분자가 완전히 6각형을 이루는 구조를 가지게 됩니다.
이 구조는 분자 사이에 많은 빈 공간을 만들게 되고 그러한 이유로 물이 얼음이 되면서 부피가 약 9~10% 정도 커지게 되는 것이죠.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 일반적으로 부피가 커지려면 분자간의 거리가 멀어져야합니다. 따라서 기체 > 액체 > 고체 순입니다. 근데 물에서 얼음이 되면 물분자가 불규칙하게 움직이던 물분자가 규칙적으로 배열되어 얼음이 되는데요. 물분자는 특이하게 분자 배열 사이에 공간이 생기면서 부피가 늘어나게 됩니다.