왜 유리컵에 뜨거운 물을 갑자기 부으면 깨질까?(하루한과학)

왜 유리컵에 뜨거운 물을 갑자기 부으면 깨질까?(하루한과학)

겨울에 찬 유리컵에 끓는 물을 부어본 적 있나요?

아무 데도 부딪히지 않았는데
갑자기 “딱!” 소리가 나면서 금이 가버립니다.

“이게 왜 깨지지?”
처음 겪으면 꽤 당황스럽죠.

사실 이건 유리가 약해서가 아니라
온도 차이 때문입니다.

찬 유리컵에 뜨거운 물을 붓는 순간 금이 가는 모습

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유리는 열을 받으면 조금씩 늘어난다

모든 물질은 열을 받으면 아주 조금 늘어납니다.
이걸 열팽창이라고 합니다.

유리도 마찬가지예요.

문제는 ‘얼마나 빨리’ 늘어나느냐입니다.

뜨거운 물을 붓는 순간,
컵 안쪽은 바로 뜨거워집니다.
그래서 먼저 늘어나려고 합니다.

그런데 바깥쪽은 아직 차갑죠.
그래서 그대로 있습니다.

안쪽은 늘어나고, 바깥쪽은 그대로.

이 차이가 바로 균열의 시작입니다.

유리컵 안쪽은 뜨겁고 바깥쪽은 차가운 상태

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그 힘을 ‘열충격’이라고 한다

안쪽과 바깥쪽이 서로 다른 방향으로 힘을 받으면
유리 안에 잡아당기는 힘이 생깁니다.

유리는 단단해 보이지만
이런 ‘안에서 생기는 힘’에는 약합니다.

이걸 **열충격(thermal shock)**이라고 합니다.

쉽게 말하면,

한쪽만 급하게 늘어나면서
스스로 버티지 못하는 겁니다.

👉 그래서 깨지는 직접적인 원인은
‘뜨거운 물’이 아니라
안과 밖의 온도 차이입니다.

열충격으로 생긴 유리 표면의 미세한 균열

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그런데 왜 내열유리는 안 깨질까?

내열유리는 일반 유리보다
열을 받아도 덜 늘어나도록 만들어졌습니다.

즉, 열팽창 계수가 낮습니다.

그래서 갑자기 온도가 올라가도
안쪽과 바깥쪽의 차이가 크게 벌어지지 않습니다.

실험실 비커나 오븐용 유리 그릇이
쉽게 깨지지 않는 이유입니다.

일반 유리컵과 내열유리 컵을 나란히 둔 모습

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생활 속에서 조심하는 방법

✔ 찬 컵에 바로 끓는 물을 붓지 않기
✔ 먼저 미지근한 물로 한 번 예열하기
✔ 내열 표시가 있는 컵 사용하기

사소해 보이지만
이 차이가 열충격을 줄입니다.

뜨거운 물을 붓기 전 미지근한 물로 유리컵을 예열하는 모습

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같이 읽으면 좋은 글

열이 물질에 영향을 주는 이야기는
일상에 생각보다 많습니다.

• 👉 왜 뜨거운 물에 설탕이 더 잘 녹을까?
• 👉 왜 금속은 만지면 더 차갑게 느껴질까?
• 👉 왜 가스레인지 불꽃은 파란색일까?

이 글들과 함께 보면
열과 물질의 관계가 더 잘 이해됩니다.

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오늘의 한 줄 과학

유리컵이 깨지는 건
뜨거운 물 때문이 아니라,

안쪽과 바깥쪽의 온도 차이로 생긴

열팽창 불균형, 즉 열충격 때문이다.