문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 음펨바 효과 (문단 편집) == 원인에 대한 추측 == 음펨바의 발견 이후 음펨바 효과를 설명하기 위한 다양한 이론들이 등장했지만, 오래도록 명확한 설명은 없었다. 어린이용 과학책 등에는 으레 '''뜨거운 물이 증발하면서 열을 빼앗아가기 때문'''[* 때로는 여기에 물이 증발하며 양이 줄어들어서 더 쉽게 어는 것이라는 설명이 곁들여지기도 한다.]이라는 식으로 쉽게 설명하지만, 그렇게 쉬운 문제였으면 애초에 난제라고 불리지도 않았을 것이다. 이외에도 아래와 같은 설명들이 제시되었다. 하지만 정확한 이유는 없고 안 될 때도 많아 난제라고 하는 것이다. * 뜨거운 물은 [[대류]]현상이 더욱 활발해, 물 안쪽까지 고르게 냉각이 시작되게 만든다. * 차가운 물 표면에는 [[서리(날씨)|서리]]가 끼어 단열 효과를 일으킨다. * 차가운 물은 [[과냉각]][* [[어는점]] 아래에서도 [[액체]] 상태를 유지하는 것. 이 상태에서 충격을 받으면 즉시 냉각이 시작된다.] 현상을 더욱 쉽게 일으킨다. * 녹아 있는 [[이온(화학)|이온]]의 영향. * 차가운 물에는 [[기체]]가 더욱 잘 녹는데, 이 때문에 대류의 경향이 바뀐다. * 물 분자의 [[수소결합]]과 [[공유결합]]에 관련된 설명. [[2012년]] [[영국]] [[왕립학회]]에서는 이 음펨바 효과를 설명하는 논문 경연대회를 열고 상금 1000[[파운드 스털링|파운드]]를 걸었다. 이 대회에서 [[과냉각]]과 [[대류]]현상을 원인으로 지목한 니콜라 브레고비치(Nikola Bregović)가 우승했지만 정확한 입증이 된 것은 아니었다. [[http://www.mt.co.kr/view/mtview.php?type=1&no=2013110315285482356&outlink=1|#]] [[싱가포르]] [[난양 공과대학교]]의 순장칭 교수와 장시 박사팀은 [[2013년]] 11월 발표한 논문에서 물에서 발생하는 음펨바 현상의 원인을 [[수소결합]]과 [[공유결합]]의 상관관계에서 찾은 연구결과를 발표했다. 우선 하나의 물[[분자]]는 [[산소]] [[원자]] 하나와 [[수소]] 원자 두 개가 [[공유 결합]]으로 연결되어 이루어진다. 그런데 각 물 분자들은 [[수소 결합]]이 제공하는 약한 힘에 의해 또 다시 연결되는데, 이 힘은 한 물 분자의 수소가 다른 물 분자의 산소에 근접할 때 발생한다. [[파일:Mpemba.jpg]] 논문에 따르면, 저온에서는 물 분자들 사이의 수소 결합이 물 분자들을 끌어들이면서 물 분자 내부에 자연적인 척력이 발생하고 이로 인해 각각의 물 분자 내에 존재하는 산소 원자-수소 원자간 공유 결합의 길이가 길어지는데, 이를 위해서 [[에너지]]를 필요로 한다는 사실에 주목했다. 길어진 공유 결합을 유지하기 위해 그만큼 더 많은 에너지를 가져야하는 것. 하지만 고온에서는 물 분자들의 간격이 넓어지면서 수소 결합이 길어진다. 수소 결합의 방해가 사라졌으니 척력도 없어져 물 분자 내부의 산소 원자와 수소 원자 사이의 공유 결합 길이가 짧아지면서 결합 유지에 필요한 에너지를 제외하고 남는 에너지를 방출한다는 사실을 밝혀냈다. 요점은 '''공유 결합이 에너지를 방출하는 것은 본질적으로 냉각 과정과 동일하다는 것'''[* 물체가 액체에서 고체가 되면 응고열을 방출한다. 물은 가열되면 공유 결합을 유지하는 데 에너지가 적게 들어서, 남는 에너지를 밖으로 내놓는 것이다.]. 물은 가열하면 특이하게도 공유 결합 길이를 줄이는 것으로 에너지를 내놓는다. 따라서 이러한 상태에서 뜨거운 물과 찬 물을 동시에 냉각하면 뜨거운 물은 남아도는 에너지 양이 많아 냉각 시 더 빠른 속도로 에너지를 방출하게 되는 것이다. 연구팀은 각각의 물 초기 온도를 다르게 한 뒤 냉각 시 에너지 방출량을 측정하는 방식으로 음펨바 효과를 입증했다. 순장칭 교수는 "물이 에너지를 방출하는 속도는 물이 지닌 초기 에너지 상태에 따라 달라진다."라고 설명했다. 이로써 드디어 음펨바 효과의 원인이 밝혀지나 했는데, [[2020년]] 8월에는 [[네이처(학술지)|네이처]]지에 '[[https://www.nature.com/articles/s41586-020-2560-x|Exponentially faster cooling in a colloidal system]]'이라는 논문이 실렸는데, 음펨바 효과가 '''물에서만 나타나는 현상이 아님'''을 밝혀내었다. 위 공유 결합 관련 특징은 [[물]]이 가지는 특징이기 때문에 모든 액체에서 음펨바 효과가 보편적으로 일어나는 원인을 설명할 수 없는 것이다. 결국 음펨바 효과의 정체는 다시금 오리무중에 빠졌다. [[분류:물리학적 현상]][[분류:열역학]]저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기