얼음

얼음은 물(H₂O)이 고체 상태로 존재하는 것을 말한다. 0℃ 이하의 온도에서 액체 상태의 물이 응고되어 생성된다. 얼음은 투명하거나 불투명하며, 결정 구조를 가지고 있다. 일반적인 대기압 하에서 얼음의 밀도는 액체인 물보다 낮아, 얼음은 물에 뜬다. 이러한 성질은 수중 생태계의 생존에 중요한 역할을 한다. 얼음은 다양한 형태로 존재하며, 눈, 서리, 빙하, 해빙 등의 자연 현상에서 관찰된다. 또한, 인공적으로 만들어져 식품 보존, 냉각, 스포츠 등 다양한 용도로 사용된다. 얼음의 결정 구조는 온도와 압력에 따라 변하며, 여러 가지 결정 형태가 존재한다. 얼음의 물리적 및 화학적 특성은 다양한 연구 분야에서 중요한 연구 대상이 되고 있다.

물리적 특성:

• 밀도: 0℃에서의 얼음의 밀도는 약 0.917 g/cm³으로, 물의 밀도(1.00 g/cm³)보다 낮다.
• 녹는점: 표준 대기압(1기압) 하에서 0℃이다.
• 끓는점: 얼음은 액체 상태를 거쳐 수증기로 변하기 때문에 끓는점은 물과 같다.
• 열전도율: 물보다 낮다.
• 비열: 물보다 낮다.
• 결정구조: 육각결정계를 기본으로 하지만, 고압 하에서는 다양한 결정 구조를 가진다.

화학적 특성:

• 화학식: H₂O
• 극성 분자: 물 분자와 마찬가지로 극성을 띠고 있다.
• 수소결합: 물 분자들 사이의 수소결합으로 인해 특유의 물리적 성질을 나타낸다.

용도:

• 냉각: 음료, 식품 보관 등에 사용된다.
• 스포츠: 빙상 스포츠 (스케이팅, 아이스하키 등)에 사용된다.
• 건설: 겨울철 건설 작업 시 동결 방지 등에 사용된다.
• 의학: 외상 치료 등에 사용된다.

종류:

• 눈: 대기 중의 수증기가 승화하여 생성된 얼음 결정.
• 서리: 지표면 근처의 물체 표면에 생성되는 얼음 결정.
• 빙하: 오랜 시간 동안 눈이 쌓이고 압축되어 생성된 거대한 얼음덩어리.
• 해빙: 바다의 표면에 생성된 얼음.
• 우박: 강한 상승 기류에 의해 높이 올라간 빗방울이 얼어서 생성된 얼음덩어리.

관련 용어:

• 빙점: 물이 얼기 시작하는 온도.
• 빙점강하: 용액에 용질을 녹이면 빙점이 내려가는 현상.
• 승화: 고체가 액체 상태를 거치지 않고 기체로 직접 변하는 현상 (얼음의 경우 승화는 드물지만 가능하다).