왜 얼음은 미끄러울까? 얼음이 미끄러운 이유!

겨울이 되면 도시 여기저기에 얼음이 생기기 시작합니다. 잘못해서 출근길에 미끄러지기라도 하면 회사 대신 병원에 가야할 수도 있습니다. 물론 이걸 바라시는 분들도 조금은 계실까 싶습니다만 어쨋든 겨울에 생기는 얼음은 미끄러워 조심해야 하는 존재입니다. 반대로 얼음이 가지고 있는 미끄러움을 활용해 만든 놀이도 있습니다. 썰매, 하키 등 다양한 스포츠가 여기에 속하고 있습니다.

 

그렇다면 왜 얼음은 미끄러울까요? 혹시 얼음 위에서 미끄러져 보신 경험이 있으신가요? 만약 그렇다면 그때 '왜 얼음이 미끄러워서 나는 넘어져야 하는가!' 라는 생각을 해보셨나요? 조금 이상하게 들릴 수 있지만 이는 굉장히 좋은 마인드입니다. 이러한 호기심이 바로 저의 제목에 달린 똑똑한 호기심이라고 저는 생각합니다. 그렇다면 지금부터 왜 얼음이 미끄러운지에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 

 

 

얼음이 미끄러운 이유

 

얼음이 미끄러운 이유는 의외로 간단합니다. 바로 얼음은 영하 수십도에서도 녹기 때문입니다. 즉 얼음이 미끄러운 이유는 얼음 표면이 녹아 물이 얇게 쌓여 있어서 그러합니다.

 

순수한 물은 영하 0도 이하에서 얼고 영상 0도 이상에서 녹습니다. 그러나 물이 얼음이 되는 과정에서는 모든 얼음이 완전하게 얼게 되는 것은 아닙니다. 얼음의 경우에는 완전한 물도 얼음도 아닌 준액체층이 존재하고 있습니다. 녹는점 이하에서 표면에 얇은 준액체층이 형성되는 것을 '표면 녹음' 이라고 합니다. 고체인 얼음의 내부는 격자 구조로 단단하게 뭉쳐 있지만 공기와 접촉하는 얼음의 표면은 물과 얼음의 중간 정도로 분자가 움직이는 것입니다. 우리가 얼음 위에서 미끄러지는 이유는 이 준액체층 때문입니다.

 

표면 녹음 현상이 입증되기 전에는 과학자들은 200년 가까이 얼음이 미끄러운 이유에 대해서 싸우고 있었습니다. 그리고 100년 이상을 마찰력으로 인한 가열, 압력으로 인한 가열로 인해 얼음이 녹아 미끄럽다고 생각했었습니다. 그러나 이는 이제 한물간 이론으로 문제가 많은 이론이라는 것이 입증된 상태입니다. 왜냐하면 위의 마찰가열 이론, 압력가열 이론에 따르면 영상에서 얼음을 밟으면 바로 부서지기 때문입니다. 그러나 우리 모두가 알고 있듯이 꽁꽁 언 연못은 영상 온도에서도 유지되고 있으며 아이스하키 경기장, 아이스링크장은 언제나 영상의 온도를 이루고 있지만 스케이트를 타는데 아무 문제가 없기 때문입니다.