안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
뜨거운 물에는 가루가 잘 녹는데 차가운 물에는 가루가 잘 녹지 않는 이유은 온도로 인한 분자의 열운동과 결합 에너지의 차이 때문이며, 질문자님의 가설 중 분자 간 결합에 관한 내용이 가장 정답에 가깝습니다.
물이 뜨겁다는 것은 물 분자들이 가진 열에너지가 많다는 것으로 차가운 물속 분자들은 느리게 움직이지만, 뜨거운 물속 분자들은 엄청나게 빠른 속도로 사방으로 움직입니다. 이렇게 활발해진 물 분자들이 가루 성분과 더 자주 충돌하면서 가루를 빠르게 쪼개어 분산시킵니다.
또한 가루가 물에 녹으려면 가루 분자끼리 뭉쳐 있는 결합과 물 분자끼리의 인력을 끊어내야 하는데, 뜨거운 물의 높은 열에너지는 이 분자 간의 결합을 끊어내기에 유리한 것이죠.
대다수의 고체 가루는 녹을 때 열을 흡수하는 흡열 반응을 거치므로 주변에 열이 풍부할수록 더 잘 녹게 됩니다.
반면, 물이 뜨거워져도 수소와 산소 원자 자체의 내부 구조는 변하지 않으므로 원자 구조의 차이 때문은 아닙니다.
온도가 오르면 물의 부피가 미세하게 커지며 분자 사이의 간격이 넓어지긴 하지만, 이 부피 변화보다는 분자들의 폭발적인 운동 속도와 결합을 깨는 열에너지 자체가 가루를 잘 녹이게 만드는 결정적인 이유라고 보시면 됩니다. 설명이 도움이 되었으면 좋겠네요.
즐거운 주말 보내세요~^^