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물이 얼면 부피가 늘어나는 현상이 일어나는 이유가 바로 밀도가 작아졌기 때문인데요.

물은 수소결합을 하고 있지만 그 상태는 여전히 액체이기 때문에 분자들은 불규칙적으로 매우 활발히 움직이는 상태입니다.

그래서 물분자들은 분자 구조 사이에 서로가 끼인 상태가 될 수 있습니다. 하지만 온도가 더 내려가 얼 때는 분자운동이 매우 느려지게 되므로 물분자 사이의 수소결합은 상대적으로 더 우세하게 작용합니다. 이 결과 물분자가 6각형 고리 모양으로 배열하게 되고, 얼음 결정 내부에 넓은 공간이 생깁니다. 그래서 물은 0°C 부근에서 얼음이 되면서 부피가 늘어나고 밀도는 감소합니다.

반대로 얼음이 녹으면 분자들의 운동이 활발해지면서 물분자들이 연출하던 공간구조를 유지할 수가 없어 부피가 감소합니다. 즉 밀도가 커지게 되는 것입니다.