탄산수나 소주의 과 냉각현상은 왜 일어나는지 궁금해서 질문 올립니다.

Question

김치냉장고에 보관하는 소주를 꺼내서 흔들고 뒤를 치면 슬러시 소주가 되고 탄산수도 뚜껑을 열으면 살얼음이 생기는 과냉각현상이 생기는데요. 이유가 무엇인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요.

탄산수나 소주가 냉장고에서 과냉각된 상태로 유지되다가 갑자기 결정화되는 현상은 과냉각(過冷却) 현상으로 설명됩니다. 이 현상은 순수한 액체가 그 어는점보다 낮은 온도까지 냉각되어도 고체로 변하지 않고 액체 상태를 유지하는 것을 말합니다. 액체가 어는 과정에서는 일반적으로 작은 불순물이나 이물질이 필요한데, 이것들이 결정화의 핵으로 작용하여 얼음 결정을 형성하는데 도움을 줍니다.
순수한 액체에서는 자연적으로 결정화를 시작할 수 있는 핵이 부족합니다. 냉장고와 같은 환경에서는 먼지나 기타 이물질이 적어 과냉각 상태가 쉽게 발생할 수 있습니다. 또, 병을 열거나 액체를 흔드는 행위는 압력의 급격한 변화를 초래하며, 이는 순간적으로 액체 내에서 결정화를 유발할 수 있습니다. 이러한 급격한 변화가 과냉각된 액체 내부에서 미세한 핵을 형성하고, 이 핵 주위로 얼음 결정이 급속도로 성장하기 시작합니다. 이 현상은 물리화학에서 상태 변화와 핵 형성 이론에 근거를 두고 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

과냉각 현상은 물이나 다른 액체가 0도 이하로 내려가도 얼지 않고 액체 상태로 유지되는 현상입니다. 김치냉장고에 보관된 소주나 탄산수가 이런 현상을 나타낼 수 있습니다.

소주를 김치냉장고에 보관하면 온도가 영하로 내려가지만, 내부가 정지 상태이기 때문에 얼지 않습니다. 이 상태에서 병을 흔들거나 뒤를 치면 액체 내부에서 얼음 결정이 생기기 시작합니다. 이로 인해 소주가 슬러시 상태로 변합니다.

탄산수도 같은 원리로 과냉각 상태가 될 수 있습니다. 병의 뚜껑을 열면 압력이 변화하고, 이로 인해 급격한 온도 변화를 겪게 되어 물이 얼음으로 변합니다. 살얼음이 생기는 이유는 액체 내부의 분자가 갑작스러운 압력 변화에 반응하기 때문입니다.