물에서 얼음이 될때 부피가 커지는 이유가궁금합니다
비문학지문에서
물분자가 ㅅ자 모양의 열린구조이기 때문에
물분자들이 액체상태라 있을때는 분자들이 무질서 하게 배열하여 부피가 작지만 얼음결정이 될때 분자들이 규칙적으로 배열하여 부피가 약 10퍼센트 커진다고 했는데
상식적으로는 분자들이 무질서 할때 더 잘 움직일수있으니까 부피가 커지지 않나요??
안녕하세요. 김동준 과학전문가입니다.
물은 수소결합을 하고있는것이 물의 성질에 가장큰 영향을 미치죠..
일반적으로는 온도가 내려가면 부피가 줄어들어야되는데 (분자의 운동이 줄어들기때문에)
그런데 물은 수소결합을 하고있어서 4도까지는 줄어드는데 그 이하로 내려가면 오히려 부피가 늘어나여.
가볍다는 것은 물이 얼면서 부피가 더 커진다는 것을 의미합니다
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.
물은 4도이하로 냉각되면 밀도가 액체인 물보다 감소하게 됩니다.
얼게 되면서 물 분자들이 일정거리를 유지하게 되고 정렬하면서 평균거리가 증가하게 됩니다.
따라서 액체일때보다 고체가 되면서 부피가 더 커지는 것입니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
물이 얼음으로 변할 때 부피가 커지는 이유는 물의 분자 구조에 기인합니다. 일반적으로 물 분자는 액체 상태에서 서로 가까이 위치하여 상대적으로 자유롭게 이동합니다. 그러나 물이 얼음으로 변할 때, 분자들은 고정된 구조로 배열되며 일정한 패턴을 형성합니다.
이 패턴은 물 분자들 사이의 수소 결합으로 인해 형성됩니다. 수소 결합은 양성 수소 원자와 음성 산소 원자 사이의 약한 전기적인 결합입니다. 이러한 수소 결합은 얼음 구조에서 분자들을 규칙적으로 배열하고 공간을 차지하는 물 분자들 사이의 거리를 늘립니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
물이 얼음이 되면서 부피가 커지는 것은 물의 독특한 성질 때문입니다. 대부분의 물질의 경우, 고체 상태에 비해 액체 상태에서 분자들이 더 자유롭게 움직이므로, 고체에 비해 액체에서 분자들이 덜 빽빽하게 배열되어 있습니다. 즉, 대부분의 경우 고체에 비해 액체에서 분자들 사이의 빈 공간이 더 많습니다. 따라서 액체가 고체보다 부피가 조금 더 크지요. 그런데 물은 얼음이 되면서 6개의 물분자가 6각형을 이루는 구조를 갖습니다. 이 구조는 분자 사이에 많은 빈 공간을 갖습니다. 그래서 물이 얼음이 되면서 부피가 10% 정도 커집니다. 같은 질량의 물과 얼음을 비교했을 때 얼음의 부피가 물보다 크므로, 밀도는 얼음이 물보다 작습니다. 따라서 물에 얼음의 넣으면, 얼음이 물에 뜹니다. 물의 부피가 1일 때 얼음의 부피가 1.1 정도이므로, 얼음의 부피 중 10% 정도가 물 위로 뜹니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
물이 액체상태일 때는 매우 불규칙한 움직임을 보여줍니다.
하지만 얼음인 고체상태가 되면 물분자는 규칙적으로 배열되게 됩니다.
이 재배열 과정에서 배열된 분자들 사이에는 공간이 생기게 되고 그 공간으로 인해 부피가 증가하게 됩니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
얼음은 다른분자들과다르게 수소결합이라는 특별한결합을하여 고체가될 때 격자무늬를만들고 내부 빈공간을 만들어내면서 부피가 증가합니다.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 물을 제외한 대부분의 다른 물질는 액체에서 고체로 변화될 때 부피가 줄어듭니다. 하지만 물은 액체에서 고체로 변화될 때 부피가 증가합니다. 그 이유는 물의 특성때문입니다. 물 분자는 한 개의 산소 원자와 두 개의 수소 원자로 이루어져 있습니다. 물의 온도가 내려감에 따라, 불규칙하게 움직이던 물 분자들이 규칙적으로 배열되어서 물 분자 6개가 모여 6각형 고리 구조가 되고 그 사이사이에 공간이 생기면서 부피가 늘어나는 것입니다. 무질서 할때는 사이사이 공간이 있기 보다는 그 공간까지 분자들이 들어가면서 공간이 조금생기게 됩니다. 하지만 얼음이 되면 규칙적으로 6각형이 되면서 공간이 많이 생겨서 그렇게 되는 것입니다.
안녕하세요. 조혜은 과학전문가입니다.
말씀하신데로 물을 제외한 다른 물질들은 기체일때 부피가 커지게 됩니다. 하지만 그러한 부피 역시도 물질로써 형태를 유지한 상태가 되어야 부피가 충족합니다. 무질서 해서 분자간의 결합이 깨어진다면 물질로써 존재할 수 없기때문에 부피가 아니게 됩니다. 물의 경우 분자구조의 특성으로 고체 상태일때 분자배열이 일명 육각수라 불리는 형태로 정렬되게 되는데 이 상태가 되면 오히려 액체일때보다 형태가 안정되어 지는데 이때 말씀하신데로 부피가 액체일때 보다 10% 커집니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드리며, 도움이 되셨다면 '추천'과 '좋아요' 부탁드리겠습니다:)
