뜨거운 물을 유리컵에 갑자기 부으면 컵이 깨질 수 있는 이유는 무엇인가요?

Question

차가운 상태의 유리컵에 뜨거운 물을 갑자기 부으면 컵에 금이 가거나 깨지는 경우가 있습니다. 유리는 단단한 재료이기 때문에 온도가 높아져도 쉽게 깨지지 않을 것 같은데, 갑작스러운 온도 변화가 유리에 어떤 영향을 주는지 궁금합니다. 특히 유리의 안쪽과 바깥쪽 온도가 달라지는 것이 파손과 어떤 관련이 있으며, 이를 예방하려면 어떻게 해야 하나요?

Answer 1

저도 예전에 아끼던 컵 깨먹은 적 있어서 엄청 공감 가네요ㅠㅠ

​간단하게 설명해 드릴게요!

​유리 단단한데 왜 깨지나 싶죠?

이게 과학에서 말하는 '열충격' 때문이에요.

​차가운 컵에 뜨거운 물을 붓는다?

​

• 안쪽만 난리 남

뜨거운 물이 닿은 안쪽은 순식간에 뜨거워져서 부피가

확 늘어나려고(팽창) 해요.

• ​바깥쪽은 멍 때리는 중

반대로 바깥쪽은 아직 차가운 상태 그대로 버티고 있어요.

• ​찢어지는 스트레스 발생

안쪽은 늘어나려 하고 바깥쪽은 가만히 있으려니까 컵 안에서

서로 잡아당기는 엄청난 스트레스(열응력)가 생깁니다.

• ​유리 특유의 성질

유리는 금속처럼 늘어나는 맛(?)이 전혀 없고 그냥 버티다가

한계가 오면 와장창 깨져버리는 성질이 있어서 그대로 금이

가버리는 거예요.

​일상에서 컵 안 깨지게 쓰는 꿀팁!

​

• 예열 필수

뜨거운 거 담기 전에 미지근한 물로 컵 전체를

먼저 샤워(?)시키듯 데워주면 온도차가 줄어들어서 안 깨져요.

• ​스푼 꼼꼼히 쓰기

뜨거운 물 붓기 전에 금속 숟가락을 미리 넣어두면 숟가락이

열을 좀 분산시켜 줘서 훨씬 안전합니다.

• ​내열 유리 쓰기

아예 처음부터 내열 유리로 나온 제품을 쓰는 게 마음 편해요!

Answer 2

갑자기 뜨거운 물을 넣으면 깨지는 이유는 유리의 낮은 열전도율 때문에 안쪽과 밖쪽의 급격한 열팽창 차이가 발생하여 깨집니다. 예방하기 위해서는 물을 붓기 전 미지근한 물로 컵을 미리 데우거나 금속 숟가락을 넣어 열을 분산시키고 얇은 유리나 일반 유리 대신 내열성 내열유리 용기를 사용합니다.