안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
일상생활에서 마시는 일반적인 물은 0℃ 부근에서 어는 것이 맞습니다. 하지만 과학적으로 불순물이 전혀 없는 순수한 물은 0℃가 되어도 바로 얼지 않고 최대 영하 40℃ 부근까지 액체 상태를 유지할 수 있습니다. 보고 오신 영상은 완전히 거짓이라기보다는, 과냉각이라는 물리학적 현상을 자극적으로 편집해 전달했을 가능성이 높습니다. 왜 이런 말이 나오는지 원인을 설명해 드릴게요.
1기압 조건에서 0℃는 얼음과 물이 균형을 이루는 평형 온도입니다. 얼음은 0℃ 이상이 되면 녹기 시작하지만, 반대로 액체인 물이 얼음이라는 결정 구조로 변하려면 분자들이 모여 붙을 수 있는 결빙핵이 필요합니다. 불순물, 먼지, 기포가 전혀 없는 순수한 물을 진동 없이 가만히 냉각하면, 0℃ 밑으로 내려가도 얼지 않고 액체 상태로 남아있습니다. 물분자가 얼음 결정으로 뭉치기 시작할 계기가 없기 때문입니다. 이 상태의 물에 아주 작은 충격을 주거나 먼지 하나만 떨어뜨려도 순식간에 얼어붙게 됩니다.
우리가 마시는 수돗물, 생수, 강물에는 미세한 미네랄과 먼지가 들어있고 용기 벽면과의 마찰도 존재합니다. 이 불순물들이 결빙핵 역할을 해주기 때문에 일상 속 물은 0℃에 도달하면 정상적으로 얼기 시작합니다. 물에 소금이나 설탕 같은 용질이 녹아 있으면 어는점이 0℃보다 낮아집니다(어는점 내림). 바닷물이 영하 1.9℃쯤 되어야 어는 이유가 이 때문입니다. 또한 기압이 아주 높아져도 어는점이 미세하게 내려갑니다.