물이 얼음이 되고 수증기가 되는 이유

물이 얼음이 되고 수증기가 되는 이유

 

물은 이리 흔들 저리 흔들 액체이지만

고체인 얼음이 되면 딱딱하게 굳고 부피가 늘어나고

기체인 수증기가 되면 보이지도 않게 몸을 감추고

하늘에 오르기도 해

물은 이렇듯 물체의 세 가지 형태를 모두 갖는데

이런 요술을 부릴 수 있는 것은

물 분자들의 수소결합 때문이다.

앞으로 수소결합이 어떻게 요술을 부리는지

구경하세.

 

위 글은 2018년 11월 23일 씀

 

아래 글은 2006년에 씀

 

 

그림은 하나의 물 분자의 모습

                     

물속의 물 분자들은 밀도가 높다.

물속에선 물 분자들의 수소결합이 끊어졌다 이어졌다를 한다. 

 

그림에서처럼

물 분자들은 극성스러워서 이웃 물 분자들과 서로 서로 살짝 손을 잡는데

그런 결합을 수소결합이라고 한다.

이 수소결합은 약해서 쉽게 만들어지고 쉽게 떨어진다.

 

 위와 같은 수소결합으로 물은 상온에서 액체 상태로 있게 되며 생물들을 기를 수가 있게 된다.

 

 

 그림은 컵 속의 물 분자를 그린 것이다.

 

 

그림은 얼음 속의 물 분자들이다.

얼음 속에서 물 분자들의 수소결합은 떨어지지 않고 이어진체로 굳어 버린다.

그래서 부피가 늘어난다.

  

마치 우리가 손에 손 잡고 서로의 간격을 좁혔다 늘였다 하고

손을 놓았다 잡았다를 계속 하면서 움직이는 상태가 물이고

우리들이 팔을 쫙 뻗쳐서 서로 잡고 있는 상태가 얼음이다.

그래서

물속의 물 분자들은 밀도가 높고

얼음 속의 물 분자의 밀도는 낮다.

똑 같은 부피의 물과 얼음 속의 물 분자 상태를 그린 것이다. 

 

물속의 물 분자들은 온도가 오를수록 움직임이 빨라지고

온도가 낮을수록 움직임이 약해진다.

 

온도가 내려갈수록 물 분자들은 움직임이 작아지면서 서로가 수소결합을 한다.

물 분자들이 수소결합을 할수록 물 분자들 사이가 멀어져서 결국 부피가 늘어난다.

 

우리들은 온도가 올라가면 서로가 떨어지려 하고(여름)

추우면 서로가 가까이 하려 하는데 물 분자들은 반대다(겨울).

 

겨울철에 물 항아리가 깨지고

유리병에 물을 넣고 뚜껑을 닫아 냉동실에 넣어두면 물이 얼어서 병이 깨진다.

그릇에 물을 담아 냉동실에 넣어서 얼린 후에 보면 얼음이 위로

볼록 올라온걸 볼 수가 있다.

 

즉 물이 얼면 부피가 늘어난다.

그리고 그 이유는

물속에서 물 분자들은 수소결합을 했다 안 했다를 변덕스럽게 해서 불안정 상태가 되어 물 분자의 밀도가 높지만

얼면 물 분자들이 수소결합을 안정 상태로 해서 밀도가 낮아져서

옆의 물 분자를 밀쳐서 결국은 부피가 늘어나고

그릇 속의 물은 얼면 그릇을 밀어 깨지게 하든가

아니면 열린 곳으로 솟아오른다.

 

얼음을 보거들랑

물 분자들이 수소결합을 다 하고 있겠구나 생각을 하고

 

펄펄 끓고 있는 물에서 김이 모락모락 나면

물 분자들이 수소결합을 끊고 수증기가 되어 자유 찾아 하늘에 오르는구나 생각하고

 

물을 보거들랑 수소결합이 이어지고 끊어지기를 반복해서 액체가 되어

무엇이든 들어가는 데로 품어 버리는구나 생각하고

이런 액체 상태가 바로 생물체를 키우는구나

생각하자.

물은 생명의 어머니다.

 

★2006년에 블로그에 올렸던 글로 책에서는 시로 다시 씀. 

 

★위 글은 다음에 나올 “생명의 시” 초고입니다.

 

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