주말이면 집 근처 산과 계곡으로 산책을 자주 다니는데..

Question

요즘 날씨가 더워서 2~3시간 산책을 다니면서 물통에 물과 얼음을 얼려서 나가면 도착지쯤 가면 벌써

얼음이 다 녹아서 돌아돌때는 다소 미지근한 물을 마셔야 합니다

해서, 아예 물통(플라스틱)을 바짝 얼려서 아주 약간의 물만 채워 다녀볼까 하는데..

두껑이 있는 플라스틱 물통을 물을 채워 얼릴려고 할때 두껑을 닫아두면 통이 찌그러지던데 왜 그런가요?

또한, 이런 현상이 안 생기게 할려면 어떻게 하면 될까요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

두껑이 있는 플라스틱 물통을 물을 채워 얼리려고 할 때, 두껑을 닫아두면 통이 찌그러지는 현상이 발생하는 이유는 얼음이 형성되면서 물이 팽창하기 때문입니다. 얼음은 물보다 부피가 커지는 특성이 있기 때문에, 얼음이 형성되면 통 내부에서 압력이 증가하게 됩니다.

두껑을 닫아두면 통 내부에서 생성된 압력은 외부로 빠져나갈 수 없기 때문에 통의 형태가 찌그러지는 것처럼 보이게 됩니다.

이런 현상을 방지하려면, 플라스틱 물통을 얼릴 때 두껑을 완전히 닫지 않거나, 물통에 약간의 여유 공간을 남겨두는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 얼음이 형성될 때 압력이 완전히 통에 가해지지 않고 약간의 공간으로 흡수될 수 있어서 통이 찌그러지는 현상을 줄일 수 있습니다.

또한, 얼음을 얼리기 전에 물을 통에 넣을 때 너무 가득 채우지 않고 약간의 여유 공간을 남겨주는 것도 도움이 될 수 있습니다. 이렇게 하면 얼음이 팽창할 공간이 있어서 통이 찌그러지는 현상을 줄이고 통 내부의 압력을 완화시킬 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 과학전문가입니다.

물은 얼음이 되면서 결정화가 일어나게 됩니다. 이 때, 일정한 모양으로 입자 구조가 형성되게 됩니다.

일정한 모양의 얼음이 형성되게 되면서 부피가 커지게 되며, 고정되어 있는 플라스틱은 그 힘을 이기지 못하여 찌그러지게 됩니다.

만약 플라스틱통이 아니라 찌그러 지지 않는 보온병에 물을 담는다면, 부피는 커지게 되므로 보온병 밖으로 얼음이 나올 수도 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.

일반적으로 물에서 얼음으로 가게 되면 물이 팽창하는것으로 알고 있습니다.

찌그러지기 보단 팽창하게 되어 부풀어 오르지 않을까 생각합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

플라스틱 물통을 물을 채워 얼릴 때 두껑을 닫아두면 통이 찌그러지는 이유는, 플라스틱이 열을 받으면 부풀어 오르고, 열을 빼앗기면 수축하기 때문입니다. 물을 채운 플라스틱 물통을 얼리면, 물은 얼면서 부피가 커집니다. 이로 인해 플라스틱 물통은 압력을 받게 되고, 두껑이 닫혀 있으면 통이 찌그러지게 됩니다.

Answer 5

뚜껑이 있는 플라스틱 물통을 얼리려고 할 때 통이 찌그러지는 현상은 물의 팽창과 관련이 있습니다. 물은 얼릴 때 결정 구조로 변하면서 분자 간 간격이 늘어나게 됩니다. 이로 인해 물의 부피가 증가하게 되는데, 뚜껑이 닫혀 있는 상태에서 얼리면 물이 팽창하여 통 내부 압력이 높아지게 됩니다. 이 과정에서 플라스틱 물통의 벽이 밖으로 찌그러지는 것을 볼 수 있습니다.

이러한 현상을 방지하고 물통이 찌그러지지 않도록 하려면 몇 가지 방법을 시도할 수 있습니다:

1. 뚜껑을 약하게 닫아두기: 물통의 뚜껑을 약하게 닫아두어 공기와 물이 약간 통 표면으로 나가도록 한다면, 물이 얼어도 통 내부 압력이 높아지는 현상이 완화될 수 있습니다.

2. 적당한 양의 물만 채우기: 너무 많은 물을 채우지 않고 적당한 양의 물만 넣어서 얼리면, 물이 얼어도 물통 내부 압력이 크게 증가하지 않아서 찌그러지는 현상을 줄일 수 있습니다.

3. 얼릴 때 뚜껑을 열어두기: 물통을 얼릴 때 뚜껑을 살짝 열어두면 물의 팽창으로 인한 압력이 풀려서 물통이 찌그러지는 것을 방지할 수 있습니다.

4. 더 큰 통 사용하기: 물통 자체가 더 크거나 튼튼한 플라스틱 물통을 사용하면 물의 팽창으로 인한 영향이 줄어들 수 있습니다.

이러한 방법을 활용하여 물통이 찌그러지는 현상을 완화시키고, 얼어있는 물을 더 오래 유지할 수 있을 것입니다.

Answer 6

안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.

뚜껑이 있는 플라스틱 물통을 물을 채워 얼릴려고 할 때 뚜껑을 닫아두면 통이 찌그러지는 이유는, 물이 얼면서 부피가 늘어나기 때문입니다. 물은 0℃에서 얼기 시작하는데, 이때 물의 부피가 약 10% 정도 늘어납니다. 따라서 뚜껑이 있는 플라스틱 물통에 물을 채워 얼릴 때는 뚜껑을 닫지 않고 얼려야 합니다.

Answer 7

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

물을 가득 담지 마시고 약80%정도만 담으시고 뚜껑을 열어 놓은 상태에서 얼리시면 됩니다.