얼음

얼음

수증기는 0℃ 이하의 온도에서 지상에서는 서리가 되고 구름에서는 눈송이(각각이 얼음 결정임)가 된다(→ 고체화). 0℃ 이하에서 액체상태의 물은 강빙(江氷)·해빙(海氷)·우박 혹은 가정의 냉장고에서 얻을 수 있는 얼음이 된다.

얼음은 다수의 결정이 조밀하게 모여서 이루어지는데, 물에서 성장하는 결정은 수증기에서 성장한 것과는 달리 결정면을 형성하지 않기 때문에 쉽게 구별할 수 없다. 물에서 형성되는 얼음표본의 전형적인 크기는 1~20㎜ 정도인데 오래된 빙하를 이루는 결정은 장기간 지속된 재결정화의 결과로 지름이 50㎝에 이르는 것도 있다.

1g의 얼음을 녹이기 위해서는 79.7㎈의 열량, 즉 용융(溶融) 숨은열이 필요한데 이는 대부분의 다른 물질에 비하면 큰 양이어서 냉매나 흡열재로서 유용하게 사용된다. 녹는 얼음은 0℃를 유지한다. 물의 밀도가 0.9998g/㎤인데 반해 얼음의 밀도는 0.919g/㎤이다. 따라서 같은 질량의 물이 0℃에서 차지하는 부피보다 9％ 더 차지한다. 이는 송수관이 얼면 파열하는 것과 얼음이 자기 부피의 약 1/10을 수면 위에 노출한 채 물 위에 뜨는 사실을 잘 설명해준다.

물이 얼 때 부피가 증가하므로 얼음의 녹는점은 압력에 따라 감소하게 된다. 압력이 1기압 증가할 때마다 녹는점이 0.0075℃ 감소한다. 얼음 위에서 스케이트를 타는 것이나 동결된 도로 위에서 자동차가 미끄러지는 것에서 알 수 있듯이 얼음 표면에서 미끄럼 마찰이 작은 것은 미끄러지는 물체가 압력을 가하는 곳에서 일어나는 용융과 그로 인한 윤활작용 때문이다.