냉동실에 넣어 둔 생수는 왜 어떤 날은 금방 얼고, 어떤 날은 같은 시간 동안 넣어도 잘 얼지 않는 걸까? 주변 온도나 물의 양도 영향을 미치는 걸까요?

Question

냉동실에 넣어 둔 생수는 왜 어떤 날은 금방 얼고, 어떤 날은 같은 시간 동안 넣어도 잘 얼지 않는 걸까? 주변 온도나 물의 양도 영향을 미치는 걸까요?

Answer 1

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

냉동실에 넣어놓은 생수가 매번 다르게 어는 이유는 과냉각, 물의양, 주변환경 에 따라 달라질 수 있습니다.

실제로 물은 영하에 도달하면 바로 얼진 않습니다. 정수기를 거쳐 나온 순수한 물일 수록 더 잘 얼지 않습니다. 그리고 냉동실의 안쪽에 충격을 받지 않는 곳에 잘 세워 놓았다면 역시나 잘 얼지 않습니다.

물이 얼기 위해서는 이물질과 같은 빙핵이 필요하며 빙핵이 없을 경우 과냉각 상태를 유지 합니다. 이때는 영하 10도에서도 물상태로 존재하며 병을 툭 건드리면 순식간에 어는 과냉각 상태 이기 때문입니다.

그래서 금방 얼었을 경우는 냉동실의 입구 쪽이라 문을 여닫을 때 충격이 전달이 되고 수돗물이 아닌 생수 일 수도 있고 내부에 미네랄이 많은 물의 경우 정수물보다 상대적으로 빨리 얼게 됩니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)

Answer 2

안녕하세요. 장철연 전문가입니다.

맞습니다 냉동실 온도 물의 양 병의 크기 냉기 순환 상태에 따라 어는 속도가 달라집니다 물이 많을수록 늦게 얼고 냉동실 문을 자주 열거나 음식이 많으면 냉기가 약해져 더 늦어집니다 같은 생수라도 위치와 냉동실 상태에 따라 차이가 날 수 있습니다

Answer 3

안녕하세요, 쌈박한오릭스46님. 이중철 전문가입니다.

먼저, 냉동실에 넣은 생수가 같은 시간 동안 넣어두어도 어떤 날은 잘 얼고 어떤 날은 잘 얼지 않는 이유는 냉동실 내부의 온도 변화와 과냉각 현상, 그리고 생수의 양과 용기 상태 등이 복합적으로 작용하기 때문인데요. 물이 어는 것은 단순히 시간만으로 결정되는 것이 아니라 주변 온도 환경과 물 내부의 유기적 조건에 큰 영향을 받거든요.

■ 냉동실 내부의 보관 위치와 온도 변화

​냉동실 내부의 온도는 항상 일정하게 유지되는 것처럼 보이지만, 사실 위치와 사용 환경에 따라 온도 차이가 상당히 크게 나타나는데요. 냉동실 문을 자주 열고 닫으면 외부의 따뜻한 공기가 들어가 내부 온도가 순간적으로 상승하게 되어요. 또한 냉동실 안쪽에 있는 냉기 분출구 근처에 생수를 두면 냉기를 직접 받아 금방 얼어붙지만, 문 쪽 선반이나 서랍 근처에 두면 온도가 상대적으로 높아 어는 데 훨씬 많은 시간이 걸리는데요. 냉동실 안에 넣어둔 다른 음식물의 양이 많을 때도 냉기 순환이 막혀 어는 속도가 느려질 수 있습니다.

​■ 물의 양과 용기 재질이 미치는 영향

​생수의 양과 생수병의 재질 및 두께 역시 얼어붙는 속도를 결정짓는 주요 원인이에요. 물의 양이 많을수록 보유하고 있는 열에너지의 총량이 크기 때문에, 물 전체의 온도를 영하로 낮추고 얼음으로 변환시키는 데 더 많은 열을 빼앗아야 하거든요. 따라서 용량이 작은 생수병이 큰 생수병보다 훨씬 빨리 얼게 되는 것이랍니다. 또한 생수병의 플라스틱 두께가 두껍거나 용기 형태가 둥글고 두꺼울수록 외부 냉기가 내부 물까지 전달되는 데 시간이 더 걸리게 된답니다.

■ 얼음의 씨앗이 필요한 과냉각 현상의 발생

​어떤 날은 물이 영하의 온도에서도 얼지 않고 액체 상태를 유지하는 과냉각 현상이 일어나기도 하는데요. 물은 얼음으로 바뀌려면 물 분자들이 한데 모여 얼음 결정의 중심을 만드는 얼음 핵(씨앗)이 형성되어야 하지만, 순수한 생수는 미세 먼지나 불순물이 적어 물의 온도가 0도 이하로 떨어져도 얼음 결정이 쉽게 만들어지지 않고 액체 상태로 남아있을 수 있습니다. 그러다가 생수병을 살짝 건드리거나 뚜껑을 열어 충격을 주면, 그 순간 순식간에 전체가 얼어붙는 신기한 현상을 관찰할 수 있답니다.

​정리하자면,

냉동실 생수가 얼어붙는 속도가 매번 다른 이유는 냉동실 문 개폐 및 보관 위치에 따른 온도 변화, 물의 용량과 생수병 두께에 따른 열 전달 차이, 그리고 영하에서도 얼지 않고 견디는 과냉각 현상이 복합적으로 영향을 미치기 때문이랍니다.

※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉