뜨거운 물이 차가운 물보다 빨리 어는 이유? - 음펨바 효과의 비밀

겨울철, 가끔 뜨거운 물이 차가운 물보다 먼저 어는 것을 경험하곤 한다. 이를 '음펨바 효과'라고 부르는데, 꽤나 흥미로운 현상이다. 당연히 온도가 높은 물이 더 늦게 얼 거라고 생각하지만, 특정 조건에서는 정반대의 결과가 나타난다. 이 이상한 현상은 1960년대 탄자니아의 한 학생이 아이스크림을 만들다 우연히 발견했다고 한다. 왜 이런 일이 벌어지는 걸까? 아직 명확하게 딱 떨어지는 하나의 답은 없다. 하지만 몇 가지 그럴듯한 설명들이 존재한다. 우선 증발을 생각해볼 수 있다. 뜨거운 물은 차가운 물보다 훨씬 활발하게 증발한다. 물이 증발하면서 질량이 줄어들고, 남은 물의 평균 에너지가 낮아지면서 어는점에 더 빨리 도달할 수 있다는 것이다. 물속에 녹아있는 기체도 영향을 줄 수 있다. 온도가 높아지면 물속의 공기와 같은 기체들이 더 많이 빠져나간다. 이렇게 용존 기체의 양이 변하면 물의 물리적 성질도 바뀌고, 이것이 어는점에 영향을 미칠 수 있다는 주장이다. 마지막으로, 물의 대류 현상 차이도 한몫할 수 있다. 뜨거운 물은 위쪽부터 냉각되는 경향이 있고, 차가운 물은 비교적 전체적으로 균일하게 냉각된다. 이러한 냉각 방식의 차이가 어는 속도에 미묘한 차이를 만들 수 있다는 설명이다. 음펨바 효과는 아직도 완전히 풀리지 않은 숙제 같은 존재다. 평범한 일상 속에서도 이렇게 신기하고 깊이 있는 과학 이야기가 숨어있다는 점이 꽤 매력적이지 않은가?

2주 전