겨울이 되면 얼음 위를 걸을 때 미끄러져 넘어질까 걱정하는 경우가 많아요. 그렇다면 얼음은 왜 이렇게 미끄러울까요? 얼음이 미끄러운 이유는 얼음 표면에 생기는 아주 얇은 물층 때문이에요. 이 물층은 우리가 생각하는 것보다 훨씬 더 얇지만, 얼음을 매우 미끄럽게 만들어 주죠.
얼음의 표면은 압력이나 마찰에 의해 아주 얇은 물층이 만들어져요. 우리가 얼음 위를 걸을 때나 무게를 실을 때, 그 압력 때문에 얼음이 순간적으로 녹으면서 물이 생기게 돼요. 이 물이 마치 윤활유를 뿌린 것처럼 작용해서 얼음을 미끄럽게 만들어요. 그래서 걸을 때나 넘어지기 쉬운 것이죠.
이런 현상은 마찰에 의해서도 발생해요. 스케이트를 탈 때 스케이트 날이 얼음 표면을 지나가면서 마찰이 발생하고, 그 마찰 때문에 얼음 표면이 조금 녹아 물층이 생겨요. 이 물층 덕분에 스케이트가 매끄럽게 미끄러질 수 있는 거예요.
왜 꼭 물이 생기는 걸까요?
그렇다면 왜 얼음은 압력이나 마찰 때문에 쉽게 녹을까요? 이는 얼음의 녹는점이 주변 상황에 따라 조금 달라지기 때문이에요. 일반적으로 물은 0도에서 얼지만, 얼음 위에 강한 압력을 가하면 녹는점이 약간 낮아지게 돼요. 그래서 압력을 받는 얼음은 쉽게 녹아 물이 되고, 이 물이 얼음 표면을 미끄럽게 만드는 거죠.
이제 우리가 흔히 보는 상황을 생각해 볼까요? 눈이 온 후에 사람들이 걸어 다니면서 눈이 단단하게 눌리면, 그 눈이 얼음처럼 변하면서 표면이 미끄러워져요. 이는 사람들의 발이 눈을 압박해서 녹는점을 낮추고 물을 만들어내기 때문이에요. 그 물이 다시 얼어 단단하고 미끄러운 얼음 표면을 만들게 되는 거예요.
또한, 아이스링크장에서 스케이트를 타는 모습도 같은 원리예요. 스케이트 날이 얼음을 지나갈 때 생기는 압력과 마찰로 얼음이 순간적으로 녹아 얇은 물층이 만들어지고, 그 덕분에 부드럽게 미끄러지는 것이죠.