물에 설탕물을 넣었을때 아지랑이처럼 보이는 이유가 무엇인가요?
얼마전 집에서 탕후루를 만들어 먹기 위해 설탕물을 끓였는데 이 설탕물을 그냥 물에 넣으니 아지랑이처럼 보이는 현상이 일어났는데 이런 현상이 일어나는 이유가 무엇인가요? 둘 다 투명한 색이었는데 설탕은 물에 잘 섞이지 않나요?
안녕하세요. 김찬우 과학전문가입니다.
설탕은 친수성 물질이라 물에 소금보다 더 잘 녹습니다. 설탕이 물에 많이 녹아 과포화 상태가 아닌, 불포화 상태일 경우 물에 설탕을 넣게되면 빠르게 녹게 되는데 녹게되는 현상이 눈에 보일정도로 빠르다보니 물안에서 설탕의 분해가 눈이는게 마치 아지랑이 처럼 보이는 것입니다. 반면 소금의 경우 설탕보다 상대적으로 늦게 분해가 되어 눈으로 분해가 이루어지는게 보이지 않습니다.
그럼 도움이 되셨다면 추천과 좋아요 부탁드리겠습니다:)
안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
아지랑이처럼 보이는 현상의 이유는 결정 현상 때문입니다. 설탕이 물에 용해되는 과정에서 용량 외의 설탕이 투입되면 이 설탕은 물에 용해되지 못한 불포화 상태로 남게 됩니다. 이 때 물에 온도가 변화가 일어나면 바로 설탕 분자들이 결정화함에 따라 질문하신 아지랑이처럼 보이는 현상이 발생하게 됩니다.안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
소금과 설탕물을 이용한 아지랑이 실험
이 실험은 두 투명한 물체가 붙어 있을 때 두 가지 일
이 가능하다.
두 투명한 물체 사이에서 빛이 꺾이면(굴절하면) 우 리는 두 물체사이의 경계면을 볼 수 있다. 따라서 우 리 눈은 물체가 2개라고 알아 차리게 된다. 두 투명 한 물체 사이에서 빛이 꺾이지 않으면 (굴절하지 않 으면) 우리는 두 물체 사이의 경계면을 볼 수 없다.
따라서 우리 눈은 물체가 하나뿐 이라고 느낀다. 이 것이 바로 진한 설탕물에 유리 막대를 담갔을때 유리 막대가 사라진 것처럼 보이게 하는 이유이다. 두 투 명한 물체의 밀도가 서로 다르면 경계면에서 빛이 꺾 이게 되고 우리는 그 경계면을 볼 수 있다. 설탕 덩어 리를 물에 넣어보면 설탕은 설탕 덩어리 근처의 물에 먼저 녹기 시작한다. 그러니까 설탕 근처의 물에는 설탕이 녹아 들어가 설탕물이 되고 설탕에서 멀리떨 어진 곳에는 아직 설탕이 녹아 들어가지 않아 그냥 순수한 물로 있는 것이다.
설탕이 물에 녹지 않고 아지랑이 모양을 형성하는 현상은 결정화 현상이라고 합니다. 이러한 현상은 다양한 요인에 의해 발생할 수 있습니다. 설탕은 물에 잘 녹을 수 있지만, 몇 가지 요인에 따라 녹지 않고 결정화할 수 있습니다.
농도: 물에 녹는 물질의 농도가 높으면 그 물질이 포화되어 결정화 현상이 발생할 가능성이 높아집니다. 만약 설탕을 과다하게 물에 넣었다면, 물이 더 많은 설탕을 녹이지 못하고 포화된 상태에서 설탕 결정이 형성될 수 있습니다.
온도: 온도가 낮아지면 물에 녹는 물질의 용해도가 감소할 수 있습니다. 따라서 물의 온도가 낮을 경우 설탕이 물에 녹지 않고 결정화하기 쉬울 수 있습니다.
초기 결정체: 설탕 결정은 초기에 하나의 결정체가 형성되면 이를 중심으로 다른 설탕 분자들이 결정체에 붙어 성장할 수 있습니다. 따라서 설탕 결정이 하나 형성되면 그 주변에 다른 결정체가 형성되기 쉬워집니다.
물의 굴절률: 때로는 설탕 결정이 물보다 굴절률이 높아 물 안에서 아지랑이 형태로 보이게 됩니다.
따라서 설탕이 물에 녹지 않고 결정화하는 현상은 설탕의 농도, 온도, 초기 결정체 형성, 물의 굴절률 등 다양한 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 이러한 현상은 실험 조건에 따라 다양한 결과를 보일 수 있으며, 설탕을 풀기 위해 충분한 물을 사용하거나 온도를 조절함으로써 이러한 현상을 피할 수 있습니다.
물에 설탕물을 넣을 때 아지랑이처럼 보이는 것은 물과 설탕물의 밀도가 다르기 때문에 굴절률이 달라져서 나타나는 현상입니다. 설탕물만이 아니라 밀도가 다른 소금물을 넣을 때도 같은 현상을 볼 수 있습니다. 또 차가운 물에 더운 물을 붓거나 반대로 하는 경우에도 볼 수 있습니다.
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.
설탕물이 아지랑이처럼 보이는 현상은 "결정화" 또는 "결정" 현상입니다. 물에 설탕을 녹이다 보면, 높은 농도의 설탕이 물에서 포화되고 포화된 설탕이 물에 용해하지 못하는 상태로 남게 됩니다. 이 때 물의 온도나 압력이 변화하면 설탕 분자들이 다시 결정화하여 아지랑이 모양의 큰 설탕 결정이 형성됩니다.
이런 아지랑이 모양의 결정이 형성되기 시작하면, 주변의 설탕 분자들이 이러한 결정을 중심으로 물에 용해하려고 시도합니다. 이로 인해 설탕 결정이 더 커지며, 씨앗처럼 보이게 됩니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
물에 설탕을 넣으면 아지랑이처럼 보이는 현상은 굴절과 관련이 있습니다. 이를 "굴절률 차이"라고도 합니다.
물과 설탕은 서로 다른 굴절률을 갖고 있습니다. 굴절률은 빛이 물질을 통과할 때 경로를 바꾸는 정도를 나타내는 값입니다. 물의 굴절률은 설탕보다 낮기 때문에, 물 속에서 빛은 일부분이 굴절되고 방향이 바뀝니다.
빛이 물 속에서 굴절되면서, 설탕 결정들이 있는 부분에서 빛이 다시 굴절됩니다. 이 때, 설탕 결정들은 굴절률 차이로 인해 빛을 다른 방향으로 굴절시킵니다. 이것이 아지랑이처럼 보이는 원인이 됩니다.
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
과포화 현상은 물이 더 많은 양의 용질을 용해시킬 수 없을 때 발생합니다. 설탕은 물에 잘 녹지만, 높은 농도의 설탕물을 만들 경우에는 물이 설탕을 모두 용해시키지 못하고 포화 상태에 이르게 됩니다. 이때 설탕 결정체가 형성되어 물 속에서 아지랑이처럼 보이는 현상이 일어납니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
설탕물이 물에 넣었을 때 아지랑이처럼 보이는 현상이 일어나는 이유는 설탕의 농도 차이 때문입니다. 설탕은 물에 잘 녹지만, 물에 녹는 정도는 온도에 따라 다릅니다. 온도가 높을수록 설탕은 더 잘 녹습니다. 따라서, 설탕물을 끓이면 설탕이 더 많이 녹게 됩니다. 설탕물이 끓여진 후, 이를 물에 넣으면 설탕이 더 뜨거운 상태로 남아 있습니다. 따라서, 설탕물과 물 사이에는 설탕의 농도 차이가 발생합니다. 설탕의 농도가 높은 설탕물은 물보다 밀도가 높기 때문에, 설탕물의 아래쪽으로 가라앉게 됩니다. 이때, 설탕물의 아래쪽에서 물 위쪽으로 설탕이 이동하면서, 설탕의 농도 차이가 줄어들게 됩니다. 이 과정에서, 설탕이 물과 섞이면서 열을 방출하게 됩니다. 이 열이 아지랑이처럼 보입니다
안녕하세요. 조사를 해본 결과설탕물과 물을 섞었을 때 아지랑이처럼 보이는 현상은 열 기둥 현상 때문입니다.
설탕물은 물보다 비중이 높기 때문에, 설탕물을 물에 넣으면 설탕물은 물의 위에 뜨게 됩니다. 설탕물의 표면이 물의 표면과 접촉하면, 두 액체의 온도 차이로 인해 열 기둥이 발생하게 됩니다. 열 기둥은 뜨거운 액체가 더 위에 올라가고, 차가운 액체가 더 아래로 내려가는 현상입니다.
설탕물은 끓여서 설탕을 녹여냈기 때문에, 물보다 온도가 높습니다. 따라서 설탕물을 물에 넣으면 열 기둥이 발생하여, 아지랑이처럼 보이는 현상이 일어나게 됩니다.
설탕은 물에 잘 섞이지만, 설탕이 녹으면서 열이 발생하기 때문에, 설탕물을 끓일 때는 설탕이 녹을 때까지 계속 끓여주는 것이 좋습니다. 설탕이 녹지 않은 상태에서 물을 넣으면, 설탕이 녹는 과정에서 열 기둥이 더욱 강하게 발생하여, 아지랑이처럼 보이는 현상이 더욱 심하게 나타날 수 있습니다.
탕후루를 만들 때는 설탕물을 충분히 끓여서 설탕이 완전히 녹도록 하는 것이 좋습니다. 참고 하셔서 도움되셨다면 추천 좋아요 부탁드려요~ 좋은 하루 되세요~ ^^
안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
물에 설탕을 넣으면 "아지랑이"처럼 보이는 현상은 광학적인 현상으로서 굴절과 산란에 의해 발생합니다. 이를 "굴절 산란"이라고도 합니다. 설탕은 물 속에서 빠르게 용해되며, 용액 안에서 설탕 분자들은 물 분자들과 상호작용합니다. 이 과정에서 설탕 분자들이 물 속에서 흩어지고, 그 결과로 빛의 경로가 바뀌게 됩니다. 빛은 다른 매질로 옮겨갈 때마다 굴절됩니다. 이 때, 설탕 용액 속에서는 물과 설탕 분자들의 인덱스 차이로 인해 굴절률 변화가 발생하게 됩니다. 이러한 굴절률 변화는 빛을 흐르는 경로를 곡선으로 만듭니다. 또한, 설탕 용액 안에 있는 많은 입자들이 있기 때문에 산란 역시 발생합니다. 입자와의 상호작용으로 인해 드리프트 현상이 나타나며, 이는 아지랑이 모양을 만드는 요소 중 하나입니다. 결과적으로, 굴절과 산란 현상으로 인해 설탕 용액 안에서 빛의 경로가 왜곡되고 흐려져서 아지랑이처럼 보입니다. 참고로, 이러한 현상은 조명 상태와 관련하여 다양한 변수에 따라 다른 결과를 나타낼 수 있습니다.