냉동실에서 꺼낸 얼음이 컵에 달라붙는 이유는 ?

요즘 딸이 냉동실에서 얼음을 꺼내려고 하는 모습을 자주 보게 됩니다. 냉동실 문을 열고 얼음이 있는 곳으로 가서 작은 손으로 얼음을 하나씩 꺼내려고 하는데, 생각보다 쉽지 않은 모양입니다. 얼음이 잘 떨어지지 않을 때는 손가락으로 이리저리 만져보기도 하고, 힘을 주어 잡아당기기도 합니다. 그러다가 얼음이 손에 달라붙어 잘 떨어지지 않으면 당황해서 울기도 합니다.

처음에는 저도 그 모습을 보면서 얼음이 워낙 차가우니까 손에 붙었나 보다 하고 단순하게 생각했습니다. 그런데 이상한 것은 그렇게 한 번 놀라고 울었으면서도 며칠 지나면 또 냉동실 앞으로 가서 얼음을 꺼내려고 한다는 것입니다. 얼음이 손에 붙는 것이 무서웠을 법도 한데 다시 손을 뻗는 모습을 보고 있으면 아이에게는 얼음을 꺼내는 일이 그만큼 재미있는 일인가 싶기도 합니다.

그러다 어느 순간부터 저도 얼음이 손에 붙는 모습이 그냥 지나치게 되지 않았습니다. 딸은 얼음을 꺼내려고 할 뿐인데, 왜 얼음은 손에 그렇게 잘 달라붙는 것일까 하는 궁금증이 생겼습니다. 손에 물기가 있어서 그런 것인지, 얼음이 너무 차가워서 그런 것인지, 아니면 얼음 자체가 손에 붙는 특별한 성질이 있는 것인지 생각하게 되었습니다.

평소에는 냉동실에서 얼음을 꺼내는 일이 너무 흔해서 이런 질문을 해본 적이 없었습니다. 그런데 아이가 직접 얼음을 만지고, 붙고, 울고, 또다시 꺼내는 모습을 반복해서 보다 보니 아주 평범한 행동 하나에도 과학적인 이유가 있다는 것이 새삼스럽게 느껴졌습니다.

그래서 냉동실에서 꺼낸 얼음이 컵에 달라붙는 이유에 대해 알아보겠습니다. (딸 덕분이 엄마도 궁금증이 많아지는 날이네요.)

 

냉동실에서 꺼낸 얼음이 컵에 달라붙는 이유는 ?

얼음에 손을 대는 순간 무슨 일이 일어날까

냉동실에서 막 꺼낸 얼음은 생각보다 훨씬 차갑습니다. 우리가 손으로 느끼기에는 그냥 ‘차갑다’ 정도지만 실제로는 손의 온도와 얼음의 온도 사이에 상당한 차이가 있습니다. 손은 따뜻하고 얼음은 매우 차갑기 때문에 서로 닿는 순간부터 열이 이동하기 시작합니다.

따뜻한 손에서 차가운 얼음 쪽으로 열이 전달되는 것입니다.

이 과정에서 재미있는 일이 생깁니다. 손가락 표면에는 우리가 눈으로 보기 어려운 아주 작은 수분이 있습니다. 손에 땀이 조금 묻어 있을 수도 있고, 공기 중의 습기가 손가락 표면에 영향을 줄 수도 있습니다. 이 수분이 매우 차가운 얼음에 닿으면 얼어붙을 수 있습니다.

그러면 처음에는 손가락과 얼음이 단순히 닿아 있었을 뿐인데, 그 사이의 물이 얼면서 둘을 연결하는 얇은 얼음층이 생길 수 있습니다.

딸이 얼음을 꺼내려고 손가락으로 잡았을 때 얼음이 손에 붙어버리는 것도 이런 과정으로 설명할 수 있습니다. 아이 입장에서는 얼음을 잡았는데 갑자기 손가락이 얼음에 붙어버린 것이니 당황스러울 수밖에 없습니다. 특히 손을 떼려고 하는데 쉽게 떨어지지 않으면 무서운 마음이 들어 울 수도 있습니다.

저는 딸이 울면 얼음을 떼어주려고 가까이 가게 되는데, 그럴 때마다 얼음과 손가락이 붙어 있는 모습을 자세히 보게 됩니다. 얼음이 손을 잡고 있는 것처럼 보이지만 실제로는 손과 얼음 사이의 아주 얇은 물이 얼어붙어 서로 연결된 상태에 가까운 것입니다.

생각해 보면 참 신기합니다. 손은 얼음을 녹일 만큼 따뜻한데, 동시에 손에 있는 물은 얼음 때문에 다시 얼어붙을 수도 있습니다. 얼음 하나를 손으로 잡는 짧은 순간에도 녹고 어는 과정이 서로 영향을 주고 있는 셈입니다.

손에 붙었던 얼음이 시간이 지나면 다시 떨어지는 이유

얼음이 손에 붙었다고 해서 계속 붙어 있는 것은 아닙니다. 잠시 시간이 지나면 자연스럽게 떨어지기도 합니다. 처음에는 이것도 신기했습니다. 분명 방금 전에는 손에서 떨어지지 않던 얼음이 조금 지나면 어느 순간 쉽게 떨어지기 때문입니다.

그 이유를 생각해 보면 이번에도 열의 이동과 관련이 있습니다.

얼음에 붙은 손은 얼음보다 훨씬 따뜻합니다. 그래서 손의 열이 계속해서 얼음 쪽으로 전달됩니다. 처음에는 손가락 표면의 물기가 얼어붙으면서 손과 얼음을 붙여 놓았지만, 시간이 지나면서 손에서 전달된 열 때문에 그 얼음층의 일부가 다시 녹기 시작합니다.

그러면 손가락과 얼음을 연결하고 있던 부분이 약해지면서 결국 떨어질 수 있게 됩니다.

이렇게 생각하면 손에 얼음이 붙었다가 떨어지는 과정이 하나의 순환처럼 보입니다. 손가락의 수분이 얼음 때문에 얼어붙어 손과 얼음이 붙고, 시간이 지나면서 손의 열이 얼음으로 이동해 다시 녹으면서 떨어지는 것입니다.

딸에게는 얼음을 꺼내는 과정에서 일어난 작은 사건이지만, 그 순간에는 물이 얼었다가 다시 녹는 상태 변화가 일어나고 있었던 셈입니다.

그래서 요즘 딸이 얼음을 꺼내다가 손에 붙어 울면 예전처럼 단순히 ‘얼음이 너무 차가웠나 보다’라고만 생각하지 않게 됩니다. 물론 아이가 놀라지 않도록 얼음을 떼어주는 것이 먼저이지만, 그 모습을 보면서 손과 얼음 사이에서 열이 어떻게 이동하고 있는지 생각하게 됩니다.

그리고 신기한 것은 그렇게 한바탕 울었던 딸이 며칠 뒤면 아무 일도 없었다는 듯 다시 냉동실 문을 연다는 것입니다.

얼음을 꺼내다가 손에 붙었던 경험이 있는데도 또 얼음을 꺼내려고 하는 모습을 보면 웃음이 나기도 합니다. 아이에게는 아마 얼음을 직접 꺼내는 행동 자체가 재미있는 모양입니다. 얼음이 손에 붙었던 경험도 시간이 지나면 잊어버리고 다시 손을 뻗는 것을 보면, 어쩌면 아이는 이런 작은 경험을 반복하면서 자연스럽게 주변을 알아가는 것인지도 모르겠다는 생각이 듭니다.

딸이 얼음을 꺼내는 모습을 보면서 일상 속 과학을 다시 보게 되었다

아이를 키우면서 재미있는 점 중 하나는 어른에게는 너무 익숙해서 아무렇지 않게 지나치는 일들을 아이가 새로운 것처럼 바라본다는 것입니다. 냉동실에서 얼음을 꺼내는 것도 저에게는 특별할 것 없는 일이지만, 딸에게는 직접 만져보고 꺼내보고 다시 시도해 보는 하나의 경험인 것 같습니다.

얼음이 손에 붙어 울었던 것도 그런 경험 중 하나였습니다.

처음에는 단순히 조심해야겠다는 생각만 했습니다. 하지만 같은 일이 반복되면서 저도 자연스럽게 ‘왜 붙는 걸까?’라는 생각을 하게 되었습니다. 그 질문을 따라가 보니 얼음이 손에 붙는 데에는 손과 얼음 사이의 온도 차이, 손에 남아 있는 수분, 그리고 그 수분이 얼어붙는 과정이 함께 관련되어 있었습니다.

얼음은 손보다 훨씬 차갑기 때문에 손에서 열을 받아 조금씩 녹을 수 있고, 동시에 손가락에 있던 수분은 얼음과 접촉하면서 얼어붙을 수 있습니다. 어느 쪽이 더 강하게 나타나는지는 얼음의 온도나 손의 상태, 접촉 시간 등에 따라 달라지지만, 우리가 눈으로 보는 ‘얼음이 손에 붙는 현상’ 뒤에는 이렇게 여러 가지 변화가 함께 일어나고 있습니다.

이 사실을 알고 나니 딸이 얼음을 꺼내려고 손을 뻗는 모습도 조금 다르게 보였습니다.

아이에게는 단순히 얼음 하나를 꺼내는 일이지만, 그 짧은 순간에 손과 얼음 사이에서는 열이 이동하고 물의 상태가 변하고 있었습니다. 얼었다가 녹고, 다시 얼어붙는 변화가 눈에 보이지 않는 아주 작은 공간에서 계속 일어나고 있었던 것입니다.

무엇보다 기억에 남는 것은 딸이 얼음이 손에 붙어서 울면서도 다시 얼음을 꺼내려고 했던 모습입니다. 한 번 놀랐으면 다시 하지 않을 법도 한데, 며칠 뒤 또 냉동실 앞에 서 있는 모습을 보면 아이의 호기심은 참 대단하다는 생각이 듭니다.

어쩌면 과학을 알아가는 과정도 이와 비슷하지 않을까 싶습니다. 처음에는 무슨 일이 일어났는지 모르고 놀라지만, ‘왜 그럴까?’라는 질문을 가지게 되고, 다시 살펴보면서 조금씩 이유를 알아가는 과정 말입니다.

저에게도 딸의 작은 행동이 그런 계기가 되었습니다. 그동안 냉동실에서 얼음을 꺼내는 것은 너무 평범한 일이어서 얼음이 손에 붙는 이유를 생각해 본 적이 없었습니다. 하지만 아이가 반복해서 얼음을 꺼내는 모습을 지켜보다 보니 평범했던 행동 하나가 과학적인 질문으로 바뀌었습니다.

 

이제는 냉동실에서 얼음을 꺼낼 때도 예전과 조금 다르게 바라보게 됩니다. 차가운 얼음 하나에도 열의 이동이 있고, 물이 얼고 녹는 상태 변화가 있고, 우리가 무심코 지나치는 순간에도 과학은 계속 일어나고 있다는 생각이 듭니다.

딸이 다시 얼음을 꺼내려고 냉동실 문을 여는 모습을 보면 또 손에 붙지는 않을까 걱정되면서도 한편으로는 웃음이 납니다. 아이에게는 그저 얼음 하나를 꺼내는 일이지만, 그 모습을 지켜보는 저에게는 일상 속 과학을 발견하게 해준 작은 경험이 되었기 때문입니다.

결국 과학은 꼭 어려운 공식이나 복잡한 실험에서만 시작되는 것은 아닌 것 같습니다. 냉동실에서 얼음을 꺼내다가 손에 붙어 울었던 아이의 작은 경험처럼, 우리가 매일 마주하는 아주 평범한 장면에서도 ‘왜 그럴까?’라는 질문 하나가 생기는 순간 과학은 시작되는 것 같습니다.

오늘도 딸 덕분에 하나 배워 갑니다.