물과 화학

소개글

물과 화학에 대한 보고서 자료입니다.

목차

생활과 화학
<물과 화학>

Ⅰ. 물

Ⅱ. 내 몸의 물
<몸과 물> - 생명의 역사는 물의 역사
생존의 절대 조건, 물
탄생, 생존, 진화와 물
<침> - 입안의 건강파수꾼
기억으로 느끼는 맛
<땀> - 열 받은 몸을 식히는 방어수단.
인체의 자동 온도조절 장치
왜 땀을 닦아주는 것이 좋은가
수분 손실과 운동능력 저하
※잠깐 상식! 땀과 눈물 중 어느 쪽이 더 짤까?

Ⅲ. 자연의 물
<맛있는 물> - 물에도 맛이 있다
맛있는 물이 몸에도 좋을까
※잠깐 상식! 깍아둔 사과 색깔이 변하는 이유

<뜨거운 물> - 뜨거운 물이 빨리 어는 이유
액체표면에서만 일어나는 증발현상
<차가운 물> - ‘빙산의 일각’ 속에 담긴 비밀
비밀은 수소결합

본문내용

온도가 낮아진다. 실험에 따르면 물의 온도가 100℃에서 0℃로 떨어지는 동안 질량의 16%가 증발된다고 한다. 이러한 이유로 뜨거운 물이 미지근한 물보다 더 빨리 어는 것이다.
물이 식을 때는 증발과 함께 주위로 직접 열이 전달되는 전도현상이 일어난다. 증발이 전도보다 더 활발히 일어날 때 뜨거운 물이 먼저 언다. 증발과 전도 중 어느 것이 더 활발히 일어나는가를 결정짓는 중요한 요소로는 물의 온도와 물이 담긴 그릇의 재질을 들 수 있다.
충분히 뜨거운 물을 사용할 때 증발량이 많아지는데, 대체로 물의 온도가 80℃이상일 때 이런 현상이 나타난다. 또 그릇의 옆벽으로 열이 잘 새나가지 않는 열전도율이 작은 재질로 된 그릇이 효과가 크다. 따라서 스테인리스 그릇보다는 열전도율이 작은 종이컵이나 컵라면 그릇에서는 증발현상이 더 잘 나타난다. 또한 증발은 물의 표면에서만 일어나므로 그릇 윗면이 넓은 경우에 더욱 활발하다.
<차가운 물> - ‘빙산의 일각’ 속에 담긴 비밀
물은 보통의 온도와 기압에서 물질의 세 가지 상태를 다 가질 수 있는 유일한 물질이다. 고체, 액체, 기체로 형태가 변하는 동안 빙하, 바다, 구름 등 다양한 모습을 연출한다.
비밀은 수소결합
얼음이 녹으려면 열이 필요하다. 0℃의 얼음 1g이 물로 바뀌려면 약 80cal의 열이 필요한데, 이것을 ‘융해열’이라고 한다. 봄철에 기온이 올라가 눈이 녹을 때를 보면 비교적 천천히 녹는다는 것을 알 수 있다. 이것은 얼음의 융해열이 매우 크기 때문이다. 만일 융해열이 더 작다면 쌓인 눈이 순식간에 녹아 매년 눈이 녹는 시기에 큰 홍수가 발생할 것이다.
0℃의 물 1g을 100℃로 만드는데 필요한 열량이 100cal인 것을 감안하면, 얼음이 물로 변할 때 필요한 열량이 매우 크다는 것을 알 수 있다. 얼음이 녹으면서 시원해지는 것은 바로 얼음이 상전이 물질이 다른 상, 즉 고체에서 액체 또는 액체에서 기체로 상태가 변하는 현상.
에 필요한 숨은열을 주변 공기로부터 빼앗아가기 때문이다.
물이 상전이를 일으킬 때 숨은열이 필요한 이유는 물의 특이한 화학결합 때문이다.
물(H₂O)은 산소 원자 한 개에 그보다 작은 수소 원자 2개가 결합돼 이루어져 있다. 물분자는 V자 모양으로 그 꼭지점에 산소가 위치하고, 양 끝에 수소 2개가 위치해 있다.
그런데 물분자는 산소가 수소 전자를 끌어당기는 힘이 강해, 부분적으로 수소 원자 쪽은 양전기를 띠고 산소원자 쪽은 음전기를 띤다. 이웃의 다른 물분자들도 이와 같아서 한 물분자의 산소와 다른 물분자의 수소가 서로 끌어당기게 되는데, 이러한 분자간의 결합이 수소결합이다. 수소결합이 물분자들을 서로 끌어당겨 모아주기 때문에 물은 쉽게 증발해 버리지 않고 액체로 남아 있을 수 있다. 만일 수소결합이 없다면 물분자는 기체로 뿔뿔이 흩어져, 지구상에는 액체 상태의 물을 발견하기 힘들게 될 것이다.
고체가 액체 위에 뜨는 특이한 물질
얼음이 물에 뜨는 것도 수소결합 때문이다.
물이 온도가 낮아져서 얼음으로 변할 때 수소결합은 분자들을 더욱 단단히 붙잡아 고체를 형성한다. V자형의 꼭지점에 있는 산소원자는 원래 2개의 수소결합을 만들 수 있다. 때문에 다른 물분자들의 수소를 끌어당겨 산소원자 1개에 4개의 수소분자가 달라붙는 형국이 된다. 물분자들이 이런 식으로 얽히고 설켜 물은 액체로 있을 때보다 얼음이 될 때 부피는 더욱 커지고 밀도는 낮아진다.
물은 4℃일 때 부피가 가장 작고, 이보다 온도가 낮아지면 오히려 부피가 커진다. 얼음이 되면 액체 상태일 때보다 약 1/10쯤 부피가 더 커지기 때문에 빙산이 바다 위로 1/10만 그 모습을 내보이고 있는 것이다. 따라서 빙산이 있는 곳을 항해하는 배들은 물 속에 숨어 있는 나머지 9/10에 주의를 기울여야만 한다.
물은 고체가 액체 위에 뜨는 특이한 물질이다. 즉 액체일 때보다 고체일 때 밀도가 낮은 거의 유일한 물질인 것이다. 만일 얼음의 밀도가 물보다 크면 어떤 현상이 일어날까?
기온이 영하로 떨어지면 호수의 수면에서 얼음이 얼자마자 바닥으로 가라앉고, 연이어 또 수면에서 얼음이 얼자마자 바닥으로 가라앉아 순식간에 호수 전체가 꽁꽁 얼어버리고 말 것이다.
다행히 얼음은 밀도 낮아 물에 뜬다. 그리고 얼음이 물을 덮어 찬 공기를 물과 차단시켜 얼음 아래의 물이 더 이상 얼지 않게 해준다. 이 때문에 겨울에도 호수의 물고기들이 죽지 않고 생활할 수 있으며, 남극과 북극의 얼음 아래에서도 바다 생물들이 살아갈 수 있는 것이다.

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