물과 얼음의 무게는 같을까?
대부분 물로 덮인 행성에 사는 생물로서 우리는 종종 이것을 당연하게 여깁니다. 물은 아마도 지구상의 모든 생명체의 가장 필수적인 요소일 것입니다. 물 없이는 어떤 생명체도 생존할 수 없습니다. 물은 모든 생물에게 필요할 뿐만 아니라 우주에서 가장 독특한 분자로 구성되어 있습니다. 흥미롭게도 물은 온도가 낮아짐에 따라 밀도가 감소하는 유일한 비금속 유체입니다. 이 속성은 액체 물과 고체 물의 차이를 만듭니다. 간단하지만 심오한 질문이 있습니다. 물과 얼음의 무게는 같을까요?
물과 얼음의 밀도
1파운드의 물이 가득 찬 양동이가 있다고 상상해 보십시오. 양동이에 있는 물을 모두 얼리면 물의 무게가 변할까요 아니면 그대로 유지 될까요? 질량 보존의 법칙에 따르면 물이 얼면 물은 생성되지도 파괴되지도 않기 때문에 1파운드의 물이 남게 됩니다. 일어나는 모든 일은 액체에서 고체 상태로의 변화입니다. 따라서 무게는 확실히 변하지 않습니다.
그러나 얼음은 물의 고유한 특성인 액체 상태의 물보다 밀도가 작습니다. 밀도가 낮다는 것은 얼음이 액체 상태의 물에 뜬다는 것을 의미합니다. 물이 얼면 분자가 팽창하여 액체 형태보다 더 많은 공간을 차지합니다. 따라서 1리터의 얼음과 1리터의 물이 있다면 물의 밀도가 더 높기 때문에 더 무거울 것입니다.
물의 밀도가 생명에 미치는 영향
고체 상태의 물이 갖는 고유한 저밀도 특성은 지구상의 생명체에 심오한 영향을 미칩니다. 예를 들어 겨울에는 물이 얼고 가라앉지 않고 액체 상태의 물 위에 얼음 층을 형성합니다. 이를 통해 수역은 얼음 아래에서 일년 내내 일정한 온도를 유지할 수 있습니다.
얼음의 밀도가 액체 상태의 물보다 크거나 같으면 호수, 강, 개울, 심지어 바다까지 얼어붙은 상태를 유지합니다. 이는 최상층이 얼면서 가라앉기 때문입니다. 결국 모든 물은 얼음으로 변합니다. 이것은 바다에서의 생명체를 거의 불가능하게 만들고 아마도 지구에서의 생명체를 만들 것입니다. 고맙게도 얼음이 떴고 그 결과 생명이 번성했습니다.
액체 상태의 물과 얼음의 밀도 차이는 종종 간과되는 물의 특성입니다. 그것은 우리 대부분이 두 번 생각하지 않는 것입니다. 다음에 얼어붙은 호수를 보거나 음료수에 얼음을 추가할 때 얼음의 밀도가 우리와 다른 모든 생명체가 존재하는 이유 중 하나임을 고려합시다.
