매년 반복되는데 왜 같은 일이 생길까요
겨울만 되면 뉴스나 주변에서 수도관이 얼어 터졌다는 이야기를 자주 듣게 돼요. 물이 얼었다는 건 알겠는데, 단순히 얼기만 했는데 왜 터지기까지 하는지 궁금해져요.
이 현상은 물의 성질 하나만 알아도 이해가 쉬워져요. 의외로 아주 기본적인 과학 이야기예요.
물은 얼면 부피가 늘어나요
대부분의 물질은 차가워지면 줄어들어요. 하지만 물은 조금 특별해요.
물이 얼음으로 변할 때는 부피가 오히려 약 9퍼센트 정도 늘어나요. 이 점이 문제의 시작이에요.
액체 상태의 물보다 고체 상태인 얼음이 더 많은 공간을 차지해요.
수도관 안에서는 빠져나갈 공간이 없어요
수도관은 단단한 관으로 둘러싸여 있어요. 안에 있는 물이 얼기 시작하면 부피가 늘어나면서 관 안쪽을 밀어내요.
문제는 이 압력이 생각보다 크다는 점이에요. 얼음이 만들어내는 힘은 금속이나 플라스틱 관에도 부담이 될 만큼 강해요.
결국 압력을 견디지 못한 약한 부분부터 금이 가거나 터지게 돼요.
완전히 얼기 전부터 이미 위험해요
수도관 전체가 한 번에 얼지는 않아요. 보통은 바깥 공기와 가까운 부분부터 얼어요.
앞쪽이 먼저 얼어서 막히면 뒤쪽의 물은 빠져나갈 길이 없어져요. 이 상태에서 계속 얼면 압력은 더 크게 쌓이게 돼요.
그래서 수도관은 완전히 얼기 전부터 이미 위험한 상태가 돼요.
낮에는 멀쩡하다가 밤에 터지는 이유
낮 동안은 기온이 조금 올라가서 얼음이 살짝 녹을 수 있어요. 겉으로 보면 문제가 없어 보이기도 해요.
하지만 밤이 되면 다시 급격히 추워져요. 녹았던 물이 다시 얼면서 부피 변화가 반복돼요.
이 과정이 반복되면 수도관은 점점 약해지고 결국 어느 순간 터지게 돼요.
겨울 수도관 사고는 과학적인 결과예요
수도관이 얼어 터지는 일은 우연이나 관리 소홀만의 문제는 아니에요.
물의 성질, 온도 변화, 공간의 제약이 겹치면서 자연스럽게 발생하는 현상이에요.