중2 Re: 물의 밀도변화 (호수의 물이 위에서 부터 어는 이유)

[안현정]

Q. 호수의 물이 위에서부터 어는 이유가 무엇인가요?

A.

▶ 호수의 물은 위에서 부터 얼기때문에 겨울에도 물고기가 살 수 있습니다.

즉 바닥은 얼지 않고 표면만 얼게 되는 것이지요.

1. 대부분의 물질은 액체에서 고체가 될때,

분자사이 거리가 가까워지기 때문에 부피가 줄어들게 됩니다. 

그러나 물의 경우 얼게되면 오히려 부피가 증가하게 된답니다.

얼면서 분자와 분자사이 결합이 형성(아래그림의 점선)될때,

가운데 빈공간을 형성하면서 육각형 모양의 고리를 만들게 되기 때문입니다.

따라서 얼음이 되면, 부피가 증가하게 되어 밀도는 감소하게 됩니다.

(물론, 분자의 갯수에는 변함이 없으므로 질량은 변하지 않습니다.)

즉, 물의 밀도보다 얼음의 밀도가 작아 물위에 뜨게 되는 것입니다.

2. 물은 4℃에서 밀도가 가장 큽니다.

즉 분자와 분자사이 거리가 가까워서 부피가 가장 작기 때문입니다.

그이유는 4℃부터 온도가 낮아지면서 육각의고리를 형성하여 다시 부피가 커지게 됩니다.

 3. 대류라는 개념을 알고계셔야 합니다.

대류라는 것은 물질이 열을 전달하는 방식입니다.

보통 차가운물의 경우 따뜻한 물보다 밀도가 커서 아래로 내려가게 되고,

상대적으로 밀도가 작은 따뜻한 물은 위로 올라오게 됩니다.

그러나 물은 예외적으로 4℃에서 밀도가 가장 크므로,

4℃의 물보다 온도가 낮다고 하더라도 아래로 내려가지 못합니다.

위 그림은 호수의 물의 온도를 시간이 지남에 따라 변화하는 모습을 그린것입니다.

물론 온도는 예를 든것입니다.

0℃가 된 물은 온도는 낮지만, 4℃의 물보다 밀도가 작아 아래로 내려오지 못하고

호수의 표면에서 얼음으로 상태변화하게 되는 것입니다.

강 밑바닥은 4℃이므로 얼지않고 물고기가 살 수 있습니다.

[박영원]

감사합니다!!!*^^* 잘 활용 할게요~~~~

[최슬기]

저번에저희학교이거숙제였어요>_< 발표하고싶었는데아르키메데스의원리를발표해서또하면애들한테욕먹을까봐못한정말아쉬운숙제였죠ㅜㅜ 다시한번보니까머리에들어오네요!

[안현정]

그래도 하지. ㅎㅎㅎ