1리터의 물이 1기압에서 고체 상태로 유지되면 무게는 어떻게 되나요?

질문: 1리터의 물을 1기압에서 고체 상태로 만들면 무게는 어떻게 되나요?

답변:
1리터의 물(액체 상태)이 1기압에서 얼음(고체 상태)으로 변하더라도 질량(무게)은 변하지 않습니다. 즉, 물 1리터의 무게와 얼음 1리터의 무게는 같습니다.

다만, 물이 얼음으로 변할 때 부피가 약 9% 증가하므로 동일한 질량의 얼음은 부피가 더 커집니다. 그래서 얼음 1리터는 원래 물 1리터보다 더 적은 질량을 가집니다. 반대로, 물 1리터의 질량을 그대로 얼음 상태로 유지하면 부피는 1.09리터 정도로 증가합니다.

요약하면:
- 질량(무게): 변하지 않는다.
- 부피: 얼음 상태일 때 약 9% 커진다.

따라서 "1리터의 물"이란 부피 기준이라면, 1리터의 얼음은 물 1리터보다 가볍고, "질량 기준"이라면 얼음이 차지하는 부피는 1리터보다 큽니다.

1리터의 물이 1기압에서 고체 상태로 유지될 때의 무게를 이해하기 위해서는 물의 밀도와 상태 변화에 대한 기본적인 지식을 알아야 합니다. 물의 밀도와 상태 변화 물은 온도에 따라 밀도가 변하는 물질입니다. 일반적으로, 물의 밀도는 약 4도에서 최대에 이르며, 이때의 밀도는 약 1g/cm³입니다. 즉, 1리터의 물은 약 1킬로그램의 무게를 가집니다. 그러나 물이 고체 상태인 얼음으로 변할 때, 밀도는 약 0.92g/cm³로 감소합니다. 이는 얼음이 물보다 가벼워서 물 위에 뜨는 이유입니다. 고체 상태의 물 (얼음) 1리터의 물이 얼음으로 변할 경우, 그 부피는 약간 증가하게 됩니다. 하지만, 1리터의 물이 얼음으로 변할 때의 무게는 여전히 1킬로그램입니다. 이는 물의 질량이 상태 변화에 따라 변하지 않기 때문입니다. 즉, 물이 액체에서 고체로 변하더라도 그 질량은 그대로 유지됩니다. 결론 따라서, 1리터의 물이 1기압에서 고체 상태로 유지될 때의 무게는 1킬로그램입니다. 이는 물의 상태 변화가 질량에 영향을 미치지 않음을 보여주는 좋은 예입니다. 물이 고체 상태로 변할 때 부피는 증가하지만, 질량은 변하지 않기 때문에 무게는 동일하게 유지됩니다.