얼음은 어떤 액체에서 가장 빨리 녹을까?

물과 얼음은 같은 물질이다. 

반면 탄산음료라는 얼음과 다른 물질이고 이산화탄소 기포가 많이 발생하므로 탄산음료 속의 얼음이 물속의 그것보다 더 빨리 녹을 것으로 생각하기 쉽다. 

그러나 실제로 실험을 해보면 그 생각은 보기 좋게 빗나간다. 

두 개의 컵을 준비하고 탄산음료와  물을 같은 양 따라 놓는다. 

두 물질의 온도는 물론 같다. 

여기에 같은 양의 얼음을 몇 조각 넣어둔다. 

20분후 비교해 보면 탄산음료 속의 얼음은 아직 남아 있는데 물속의 얼음은 이미 녹아 사라진 상태다. 

왜 그럴까? 

이해의 포인트는 얼음이 녹는 메카니즘과 어는점 내림 현상의 이해 를 하셔야합니다. 

단서1) 얼음은 접촉하고 있는 주위의 온도가 높을수록 잘 녹는다. 

       뜨거운 물과 찬물을 비교해 보면 뜨거운 물속의 얼음이 더 빨리 녹지 않는가. 

       강물은 얼지만 바닷물은 얼지 않는다. 

       얼음 위에 실을 놓고 소금을 살짝 뿌려두면 얼음과 실은 단단하게 붙어 버린다. 

       그러나 소금을 뿌리지 않고 얼음위에 실만 놓아두면 둘은 붙지 않는다. 

       어는점 내림 현상은 물같은 순수한 용매보다 설탕이나 소금이 녹아 있는 불순한 용액의 어는점이 더 낮아지는 것을 말한다.

 

단서2) 얼지 않는 한 물은 0℃까지만 온도가 낮아진다. 

       소금물이나 탄산음료와 같이 불순한 물은 0℃ 이하까지도 온도가 내려갈 수 있다. 

       예를 들어 -3도가 어는점인 소금물의 경우 얼지 않은 상태로 -3℃까지 온도를 낮출 수 있다. 

탄산음료가 물보다 더 불순한 물질이고 따라서 어는점이 물보다 더 낮다는 점을 생각한다. 

탄산음료와 물에 얼음을 넣는다. 

얼음 표면과 접촉하고 있는 탄산음료와 물의 온도는 어느 것이 더 낮을까? 

당연히 0℃가 어는점의 한계인 물보다 0도 이하까지 냉각될 수 있는 탄산음료가 더 낮을 것이다. 

얼음은 주위의 온도가 더 높을수록 잘 녹으므로 물속의 얼음이 탄산음료속의 그것보다 더 빨리 녹게 된다. 

같은 냉장고에 넣어 놓은 것이라 하더라도 물보다는 탄산음료가 더 차갑고 시원했던 경험은 누구나 있을 것이다. 

굳이 실험해 보지 않아도 조금만 생각해 보면 우리는 일상속에서 어는점 내림 현상을 이미 느끼고 있습니다.

냉동 양과장 : 아~ 별거 아닙니다. 이렇게 얼음조각 위에다 소금만 샥샥 뿌린 뒤 음료수를 폭 집어넣으면 금방 차가워집니다.

사회 우담 : 아니 정말 그렇게만 하면 차가워지는 것이 가능할까요?

냉동 양과장 : 얼음에다 소금 뿌리고 음료수 넣어 봤어요? 넣어보지 않았으면 그런 말을 하지 마세요.

사회 우담 : 그럼 어서 빨리 한번 해 보시죠!

http://www.hellodd.com/Kr/DD_News/Article_View.asp?Mark=26748

얼음이 물로 녹는 것처럼 고체가 액체 상태로 변하는 현상을 융해현상이라고 하며 고체가 융해될 때에는 주변의 열을 흡수하게 되는데 이 열을 융해열이라고 한다. 얼음에 소금을 뿌리게 되면 얼음은 융해현상을 일으키며 주변의 열을 흡수하게 된다. 물이 순수한 얼음 상태의 최저 온도는 -5℃이지만 소금을 뿌린 얼음의 최저 온도는 무려 -24℃에 달한다. 즉 소금이 뿌려진 얼음물이 다시 얼기 위해서는 -24℃까지 온도가 낮아져야 함을 의미하는 것이다. 이것이 어는점 내림 현상이다.

염화 칼슘의 경우 최대 -55℃까지 온도를 낮출 수 있으므로 내린 눈이 빙판이 되기 위해서는 최대 -55℃ 이하 온도가 돼야 함을 의미한다. 실제로 이러한 혼합비는 매우 이상적인 혼합비율 상태에서 나오는 온도이기는 하지만 단지 눈 위에 뿌리기만 함을 통해서 -10℃ 이하의 어는점을 얻을 수 있다.