신기한 현상 - "뜨거운 물이 더 빨리 언다"

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[엽기] 신기한 현상 - "뜨거운 물이 더 빨리 언다"

상숙달림이 2022-08-13 (토) 20:25 조회 : 8154 추천 : 29

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신기한 현상 - "뜨거운 물이 더 빨리 언다"

뜨거운 물이 더 빨리 언다는 것은 상식적으로 말이 안됩니다.

그래서 이런 현상을 발견한 사람도 처음에는 바보취급을 당했다고 합니다.

그런데 분명히 뜨거운 물이 더 빨리 어는 것은 실험으로 증명된 사실입니다.

아래의 표는 35도의 물과 5도의 물을 동시에 냉장고 넣고 냉각했을때 온도 변화를 나타낸 그래프입니다.

빨간 색이 뜨거운 물입니다.

표를 보면 냉장고에 넣고 260초 정도 지나면서부터 뜨거운 물의 온도가 더 떨어져 있는 것을 알수 있습니다.

뜨거운 물이 더 빨리 언다는 것을 처음으로 발견한 것은 탄자니아의 중학교 3학년 학생이었습니다. 학교에서 끓인 우유에 설탕을 녹이고 실온에 식힌 후에 냉장고에 넣어서 아이스크림을 얼리는 실험을 하고 있었습니다.

그런데, 실험하는 학생들이 많기 때문에 아이스크림을 얼리는 냉장고를 사용하려면 매우 오랬동안 순서를 기다려야 했습니다.

기다리는 시간이 싫었던 음펨바라는 학생은 선생님의 지시를 따르지 않고 식지 않은 우유를 바로 냉장고에 넣었습니다.

왜냐하면 조금만 늦어도 냉장고에 자리가 없어서 엄청 오래 기다려야 했기때문이죠.

우유가 뜨겁기 때문에 같이 넣은 다른 학생들보다는 조금더 오래 기다려야겠지만 그정도는 감수할만 했으니까요.

그런데, 음펨바학생은 이상한 점을 발견했습니다.

선생님이 시킨대로 착실하게 식혀서 넣은 학생들보다 말썽쟁이 음펨바의 우유가 더 빨리 얼어있는 것이 아니겠습니까?

음펨바는 "헐, 이게 뭔일이야?" 하고 신기해서 친구들과 선생님께 말씀 드렸는데,

웃음거리만 되고 말았습니다.

그러나, 음펨바 학생은 포기하지 않았습니다.

몇번의 실험을 더함으로서 뜨거운 물이 더빨리 언다는 것을 발견하게 되었습니다.

그리고 그 다음해 고등학교에 진학을 했는데,

고등학교에서 대학교수인 오스본 박사를 초청하여 물리학 강연을 듣는 시간이 있어습니다.

강연이 끝난 후 음펨바는

"같은 부피인 35도의 물과 100도의 물을 냉동실에 넣었더니, 뜨거운 100도의 물이 먼저 얼었습니다. 왜 그렇습니까?"

라고 질문을 했습니다.

오스본 박사는 그 말에 반신반의하였으나, 실험실에 돌아가서 꼭 실험해보겠다고 약속했습니다.

대학으로 돌아온 오스본박사는 음펨바의 주장대로 실험해 본 결과, 뜨거운 물이 차가운 물보다 떠 빨리 언다는 주장이 사실이라는 것을 알게 되었습니다.

물의 어는 속도는 물의 온도에 따라서 많이 달라집니다. 약 40도의 물과 약20도의 물이 어는 시간의 차이는 한시간 이상이 나기도 합니다.

위 표를 보면 40도의 물은 냉장고에 넣고 210분 쯤지나면 얼었습니다.

그런데 20도쯤 되는 물은 280분쯤 지나서 얼었습니다.
신기하죠?

이 실험 결과는 1969년 ‘Physics Education’저널에 게재되었습니다(vol 4, p.172-175).

그래서 이러한 현상의 이름을 최초 발견자의 이름을 따서 "음펨바 효과"라고 명명하게 되었습니다.

지금까지 음펨바 효과를 최대화되는 조건은 섭씨 35도과 섭씨 5도의 물을 동시에 넣고 얼려을 때 일어나는 것으로 알려져 있습니다.

이런현상이 어떤 원리로 일어나는지 아직까지 발혀지지 않고 있습니다.

2013년 6월 영국왕립화학회는 음펨바 현상의 기작을 밝혀내는 이에게 1000파운드(약 180만원)의 상금을 주겠다고 발표한 바 있습니다.(에게... 고작 180만원...)

제 개인적인 생각인데요.

물은 온도에 따라서 비열이나 열전도율이 달라지는 것이 아닐까... ^^;

음펨바와 오스본 박사

왼쪽이 음펨바입니다. 교수님보다 더 늙어보인다는.... ㅋㅋㅋㅋ

출처: https://ifknow.tistory.com/9 [알면시리즈:티스토리]

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댓글 32개

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와따리 2022-08-13 (토) 20:27

이거 밝혀진걸로 아는데 일단 댓글은 달지 알겠습니다.

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jungsu 2022-08-13 (토) 20:28

엄마~ 엄마~ 얼음을 빨리 얼리려면 뜨거운 물로 해야 한다고요!! 등짝 스매쉬~

저거 뜨거운 물일때 입자 간격이 더 벌어져서 냉각속도가 빨라진다는거 아니었나요?

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너땜에가입했다 2022-08-13 (토) 21:26

@jungsu

누구보다 뜨겝게 달아 오른 사랑이
뜨뜨 미지근한 사랑보다 빨리 식는 거랑 같은 효과입니다.

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rewfd 2022-08-14 (일) 16:16

@jungsu

이놈의 자식 가 전기세 많이 나가게!!

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AngelWing 2022-08-13 (토) 20:48

그냥 대류 때문일 것 같은데.....

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KMLE 2022-08-13 (토) 20:50

온도가 내려가는것도 가속도가 있는게 아닐까요?? ㅋㅋㅋ 궁금하네요

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두눈으로똑똑히 2022-08-13 (토) 20:53

저걸 모른다고요? 에이 장난이시겠죠 ㅎㅎ

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미뿔 2022-08-13 (토) 21:04

음펨바 고등학교때 사진

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das4343 2022-08-13 (토) 21:11

음바페 현상이었던가 하고 댓글 읽어보니 음펨바였네.. ㄷㄷ

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안드로메타로 2022-08-14 (일) 13:46

@das4343

옷...저도 음바페 현상으로 알고 있었어요!!!
뭐지? 신기하네요.ㅎ

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동화속왕자님 2022-08-13 (토) 21:36

아이스링크에 정빙기 돌릴때 저거 뜨거운물이야 할때 비웃던 새끼들
나중에 정말 뜨거운물인거 알고 얼굴표정 ㅋㅋㅋ

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타다샤 2022-08-13 (토) 22:13

물의 기화열이 커서 일어나는 현상일겁니다.
팔팔 끓는 물은 불 분자가 기화되어 날아가는 수량도 많아요.
그런데 이들이 기화열이 필요로 해서 어마어마한 양의 열량을 뺏기게 되고
이 열량으로 말미암아. 빨리 어는겁니다.

이런 현상은 물을 끓여도 나옵니다.

물이 팔팔 끓을때 불을 끄면요. 의외로 끓는 기포가 금방 끝나요.
반면에 기름이 팔팔 끓을 때 불을 꺼도 오래갑니다.
이건 기화열이 엄청나기 때문에 그 기화열 만큼의 열량을 공급하지 못하면 빠르게 식는현상입니다.

다만 냉각 능력이 무한할때 나오는 현상입니다.
어차피 얼때까지의 필요한 열량은 같기 때문에 온도가 낮아야 덜 필요해요.
따라서 한겨울 추운날 밖에서 실험하거나..
거대한 냉동 창고에서 실험해야 빨리 어는거지..

능력이 딸리는 소형 냉동고에선 빨리 얼지 않습니다.

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익스프레스로고스 2022-08-14 (일) 00:06

물분자가 섭씨 4℃일 때 밀도가 가장 커지는 특징 때문에 빙산이 물위에 뜨는 것과 같은 이치겠죠.
즉 물분자가 액체일 때 3.6개의 물분자와 결합하지만 고체일 때는 4개의 물분자와 결합되는데
얼음은 4℃의 물에 비해 부피가 10%정도 더 나가는 상황으로
이 때 얼음은 분자간에 공간이 생겨 밀도가 낮아지는 것입니다.
잘 아시듯 그렇게 되는 이유는 물분자의 결합력인 수소결합과
분자간의 쌍극자 인력인 반델발스의 힘 때문입니다.
물에서만 볼 수 있는 특징으로 창조주 하나님의 설계의 증거라고 할 수 있습니다.
다만 물이 끓는 점에서 바로 냉동실에 넣어져 고체상태인 얼음으로 만들어지면
반델발스의 힘이 적용될 수 없을 것입니다.
척력이 작용된 물분자 구조가 재정렬 하기 전에 얼어버릴 것이므로
그 얼음을 물에 넣었을 때는 물에 뜨지 않고 중간에 걸쳐 있거나 가라 앉을 것입니다.
끓었던 물을 곧바로 얼음으로 만들면 밀도가 물보다 더 커지기 때문이죠.
집에 있는 냉장고로도 실험이 가능합니다.

이런 예를 실제로 볼 수 있는 곳은 남,북극 바닷 속에서 볼 수 있는 얼음 기둥입니다.
보통 얼음은 물에 뜨지만 남극 바닷 속의 소형 화산과 연결된 온천에서 열기를 공급 받는 물이
바닷속 차가운 냉기에 냉각되면 그대로 물에 잠긴채 얼음이 되는 현상이 나타납니다.
끓었던 물이 냉동실에서 다른 물보다 더 빨리 얼음이 되는 것과 같은 현상이라고 할 수 있습니다.

좋은 자료 소개해 주셔서 감사합니다.

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아이로브 2022-08-14 (일) 09:26

이거 가설로는
뜨거운 물의 분자가 더 빨리 운동하기때문에 열을 빼았기는 속도도 빠르다였던거 같은데

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dodooda 2022-08-14 (일) 10:09

첫번 째 실험에서는 5분도 안 돼서 얼더니 박사가 실험할 때는 3시간 넘게 걸리네.

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끼토산주 2022-08-14 (일) 10:22

그 왜 러시아같이 엄청 추운곳에서 끓인 물을 촥 뿌릴때 확 얼던데 항상 왜 끓인 물을 뿌릴까 생각했는데
뜨거운물이 더 빨리 얼기 때문이었네여

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칼있시마 2022-08-14 (일) 12:36

원인은 2013년 11월 싱가폴 남양이공대학 쑨장칭, 시장 교수 연구팀에 의해 물의 수소결합과 공유결합의 에너지 상관관계에 의한 현상임이 밝혀졌다.[4][9] 물 분자 사이 수소결합으로 인해 하나의 물 분자를 이루고 있는 각각의 수소 원자, 산소 원자의 공유결합은 분자들을 가까이 붙일 때 길어지며 에너지를 축적한다. 이후 물을 끓이면 물 분자 사이 간격이 벌려지면서 수소결합 역시 길어진다. 이렇게 끓인 물을 냉각할 때는 공유결합 길이가 다시 줄어들면서 축적했던 에너지를 방출하게 된다. 뜨거운 물은 축적된 에너지 양이 많아 냉각시 더 빠른 속도로 에너지를 방출하게 되는 것이다.

https://ko.wikipedia.org/wiki/음펨바_효과

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skuid 2022-08-14 (일) 15:00

냉장고에 실험하다 등짝 스매싱 맞지말고 한겨울에 철원가서 물 끓인 후에 실험해 보면 됨.

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bimil5 2022-08-14 (일) 15:18

물의 분자 구조 모양을 보면 답이 있습니당!

물이 얼면 부피가 팽창하는 것도 분자 구조가 일정하게 정렬하면서 커지는 거거든여

흠.... 분자가 엉켜 있는 물 상태를 정렬 시키는 것 보다

서로 떨어져 있는 또는 온도가 높아서 덜 엉켜있는 높은 온도의 물이 정렬하기 편한겁니다.

이렇게 설명하면....괜찮을까나...

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