물의 과학

옮긴이의 글
감사의 글
서문
물의 세계를 탐험하기 위한 길라잡이

제1부 물의 탐험
1장 미스터리에 둘러싸여
2장 물의 사회적 행동
3장 계면에 존재하는 물의 수수께끼

제2부 물의 숨겨진 진실
4장 물의 네 번째 상이란?
5장 물로 만든 배터리
6장 물 배터리 충전하기
7장 물, 자연의 엔진

제3부 물을 움직이는 것이 세계를 움직인다
8장 보편적인 인력
9장 브라운 운동
10장 열과 온도
11장 삼투와 확산

제4부 자연에서의 물의 형상
12장 양성자와 결합한 물의 힘
13장 물방울과 기포
14장 기포의 탄생
15장 증발의 원리
16장 켜켜이 쌓인 수면 구조
17장 따뜻한 채로 얼리기

제5부 지상의 미스터리를 풀다
18장 자연의 숨겨진 법칙

참고문헌
도판 저작권
용어 설명
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물은 지구의 상당 부분을 둘러싸고 있다. 하늘에도 많다. 우리의 세포도 채우고 있다. 그 양은 우리가 생각하는 것보다 훨씬 많다. 부피로 보았을 때 우리 세포의 3분의 2는 물이다. 그러나 물의 크기는 너무나 작기 때문에 세포 안에 있는 분자들의 수를 셀 수 있다면 99퍼센트가 물일 것이다. 그 많은 수의 물이 약 3분의 2에 이르는 부피를 차지하는 것이다. 사람들은 대부분이 물 분자로 된 세포주머니인 발을 평생 끌고 다니는 셈이다.
/ 1장 미스터리에 둘러싸여

배타 구역이 상(phase)으로 규정되려면 몇 가지 기준을 충족해야 할 것이다. 배타 구역은 독자적인 것이고 공간적인 지위를 차지할 수 있어야 한다. 또 충분한 양이 존재해야 할 것이다. 이런 기준은 물의 세 가지 상에 부합되는 것과 같다. 이런 기준은 배타 구역에도 부합된다. 배타 구역은 공간적으로 자신의 경계를 가지며 자신만의 구조를 드러낸다. 물체의 표면에서 뻗어나갈 수 있고 멀리 미터 단위로 커질 수 있다. 얼음이 물의 하나의 상이듯 배타 구역도 그러할 것이다. 그러나 배타 구역이 보편적이라는 말에 일부 화학자들은 분개한다. 물체의 표면으로부터 물 분자층이 어떻게 수백만 개가 넘게 조직화될 수 있느냐고 반박한다. 열운동에 의한 분산 효과 때문에 물 분자의 조직화가 몇 개 층을 넘지 못할 것이라고 배운 화학자들은 이런 구조가 아예 불가능한 것이라고 일축한다. 재고의 가치도 없다는 것이다. 그러나 우리는 물 분자의 쌍극자가 축적된 구조를 제안하는 것이 아니고 바로 물 판의 층이 축적되었다고 생각한다. 이들 두 가지는 다른 것이다.
/ 4장 물의 네 번째 상이란?

어떤 단계에서 소체 내부의 액체가 기체로 변할 수도 있다. 소체가 충분한 복사 에너지를 받게 될 경우이다. 에너지를 받으면 내부 히드로늄 이온의 농도가 높아지고 내부 압력이 커진다. 압력이 충분히 크면 껍질이 느슨해지면서 소체가 확장된다. 이때 낮은 압력에 노출된 물 분자는 수증기로 변환된다. 수증기가 채워진 소체가 표면으로 떠오르면 물이 끓는다. 물이 끓기 위해서는 온도보다는 소체의 농도가 중요한 변수이다. 강한 열을 가해 소체의 수가 충분해지면 이들끼리 융합이 일어난다. 융합된 소체는 더욱 튼튼해진다. 어느 단계에 이르면 소체의 성장은 사실상 막을 수가 없다. 커다란 소체가 물 표면으로 올라와 터진다. 물이 끓는 것이다.
/ 14장 기포의 탄생