영하 28도에 뜨거운 물을 공중에 뿌리면 무슨 일이 일어날까?

캐나다 퀘벡주에 사는 유명 유튜버 비바 프레이(Viva Frei)가 이러한 호기심을 직접 해결하고자 나섰다. 지난달 유튜브에 올린 1분 남짓의 영상을 통해서다.

영상에서 비바 프레이는 기온이 영하 28도로 떨어지자 뜨거운 물을 담은 양동이를 들고 집 밖으로 나섰다. 그리고 공중에 힘껏 물을 뿌렸다. 그러자 놀라운 일이 펼쳐졌다. 뜨거운 물의 입자가 순식간에 얼면서 장관을 연출한 것이다.

차가운 물도 아닌 뜨거운 물이 어떻게 이렇게 빨리 얼 수 있었을까? 이같은 현상은 고온의 물이 저온의 물보다 더 빨리 어는 ‘음펨바 효과’(Mpemba effect)로 설명할 수 있다.

물 분자들을 붙이면 분자끼리 수소결합 때문에 서로 끌어당기는데 이때 수소와 산소 원자 사이의 공유결합이 길어지며 에너지를 축적한다. 이 물을 끓이면 수소결합이 길어지면서 물의 밀도가 줄어들게 되는데 이때 공유결합이 다시 줄어들며 축적했던 에너지를 방출한다. 즉, 많은 에너지를 축적한 뜨거운 물이 냉각 시 더 빠르게 에너지를 방출하기 때문에 빨리 어는 것이다.

사진·영상=Viva Frei/유튜브

영상팀 seoultv@seoul.co.kr