水の凍る温度について
はい、みなさんこんばんは、こんにちは。元公立高校理科教諭のちょぼ先生です。ちょぼっとサイエンスのお時間となりました。皆様いかがお過ごしでしょうかということで、今日も寒いです。
昨日の夕方ぐらいから、山の方はね、多分雪降ってるなーっていう感じはしたんですけど、今日朝見たらですね、もう雪化粧でしたね。本当にアルプスかとね、ここは北アルプスかと思うぐらいですね。
雪化粧だったんですけども、いやー寒いですよね。こんだけ寒いとですね、水たまりとかね、川とかですね、流れのあまりない川とか池とかですね、凍り出しますよね。
今日のお話はですね、皆さんに質問というかね、問題というかね、宿題形式的なお話になるんですけども、この凍っているね、凍りますよね、水寒いとね、冷たいとね。
じゃあその凍り、何度なん?何度だと思う?っていうね、お話をね、ちょっとしたいなと思うんですけども、水というのはですね、我々の体の中にだいたい7割ぐらいね、含まれておりますし、切っても切り離せない、水が命の源というところもあるんですけども、この水っていうのはですね、私たちの生活する温度範囲、常温の中で、固体、液体、気体の3つの状態を見せてくれるね、物質ですよね。
これはですね、JIS、JIS、日本産業企画では、20度プラスマイナス15度の範囲とされているんですね。5度から35度というふうに言われております。
水はですね、一気圧のもとで、流点、溶け出すのが0度、沸点は100度なんですね。これはもう理科の教科書でね、小学校の時も載ってますよね。
水は0度で凍るんだ、固まるんだ、固体になるんだ。
そして沸騰すると、気体になるんだってことでね、これはもう皆さんね、もう本当に教科書にも載ってるし、肌感覚も一般常識としてね、ご存知だと思います。
で、この水の有点と不点から、摂氏温度のこのメモリーがね、温度計のメモリーがね、決められてるんですよ。
で、ここで皆さんに質問です。
冷凍室で作られた氷は、冷凍室内で何度ですか?
その氷、マイナス18度の冷凍庫内で作られたその氷、何度でしょうか?という質問をしたいと思います。
なので、この有点が0度だから、氷というものは、水が凍って固体となったものは、全部0度なんちゃう?というふうに思ってませんか?
ということなんですよ。
で、マイナス18度の、答え言いますよ、これね、0度じゃないんですよ。
0度と思っていませんか?ということで、0度じゃないんです。
マイナス18度で作りましたよね。
マイナス18度の場所では、氷はマイナス18度になるんですよ。
で、それを取り出して、常温に置くと、周りからの熱で、次第に温度が上がっていくわけなんですよ。
で、0度になると、溶け出します。
溶け出す温度が有点と言われるわけですけども、溶け終わるまでが0度なんですね。
で、これね、どういうことかというと、加えられた熱が、氷の水分子間の結合を解いて、分子があちこち動ける液体の水になることに使われるからなんですね。
水の分子は0度以下の氷の状態では、周りの水分子とがっちり結びついて動かない。
だから固体になっているんですけども。
それぞれの場所から動くことができないんだけども、0度の液体の状態になると、それぞれの場所を変えて動けるようになるんですね。
氷の温度について
なので、液体の水は容器によって形が変わってしまうんですけども、なので、マイナス18度で氷を作ったらですね、固まったその水の氷、その固体はですね、マイナス18度ということなんですよ。
で、液体窒素っていうのは、マイナスね、液体の状態だとマイナス196度なんですよ。
で、ここにね、液体窒素の中にこう、
氷を入れておけば、水入れて氷を入れておけば、マイナス196度の氷になるわけなんですよ。
なので、氷イコール0度みたいなイメージあるかもしれないけども、それは、その冷凍庫内の外気温というかね、そこの気温と同じ温度になるということなんですね。
なので、絶対に0度がですね、マイナス273度だから、理論上マイナス273度の氷の状態を作れるということなんですね。
だからですね、これなんかこう、氷は0度っていうイメージあるから、凍ってるものそのもの自体は、なんか0度っていう感じがするかもしれませんけども、それもね、凍っているその凍らせた温度と同じ温度になるということなので、マイナス18度で氷を作れば、マイナス18度の氷になるし、液体窒素にね、ぶち込んでね、マイナス196度の液体窒素の中で氷を作れば、その氷はマイナス196度になるということなんですよ。
で、取り出してね、温度が上がっていくとですね、溶き始めるのが0度なので、
なので、こう急激に温かくなるとパキッと割れたりしますよね。
なので、その氷自体は凍らせた温度によると、周りの温度によるので、なので氷イコール0度というわけではなく、0度じゃないよということでございますね。
今日はちょっと短めのお話になりますけども、そういったね、当たり前のようにわかっているんだけど、実は深いところまで考えると、実はちゃうよというね、面白いね、ただこのお話からといったと。
ところですかね、ということでね、本当に寒いですよね。
水が凍る具合の気温は本当に寒いということでね、早く温かくなってほしいなと願うばかりですね。
ということで、今日はこの辺にしたいと思います。
それでは、みなさんさよなら。バイバイ。
