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こんにちは。 今回はですね、送ってくださった方からの資料をもとに、私なりに深掘りしていきたいと思うんですが、
テーマは、身近すぎる物質である水の奇妙な性質についてです。 水ですね。本当に身近なものですが、実はすごく不思議な物質なんですよね。
そうなんです。導入としてちょっと想像してみてほしいんですが、
約40年前の夏の深夜で、エアコンのない大学の研究室なんですよ。
いやー、夏の深夜にエアコンなしですか。それはまあ、かなり過酷ですね。
しかもですね、800度に設定された電気炉が絶賛稼働中でして、もう部屋の中は完全にサウナ状態だったらしいんです。
800度ですか。いやー、ちょっとそこにいるだけで倒れちゃいそうですね。で、そこで何が起きたんですか。
そこで起きたのが、えーと、今回のミステリーである氷のポルタガイスト事件なんです。
氷のポルタガイストですか。なんかオカルトみたいな響きですね。
そうなんですよ。状況を整理しますと、ある学生さんが、まあすずむためにですね、不純物のない純水を製氷皿に入れて、冷凍庫にセットしたんです。
なるほど。とにかく冷たいものが欲しかったんでしょうね。純水を使ったというのがポイントですね。
はい。で、数時間後に扉を開けると、なんと氷が皿からにょきっと飛び出して、すごく奇妙な形のオブジェになっていたそうなんですよ。
えっと、お皿から飛び出していたんですか。それは確かにちょっとびっくりしますね。
私としては、これまるでびっくり箱の蓋を開けた瞬間に中身がバツンと飛び出すような印象を受けるんですが、ただの水が、なぜそこまで爆発的な動きをするんでしょうか。
はい。これはですね、決して幽霊の仕業とかではなくて、過冷却現象というものが犯人なんですよ。
過冷却ですか。あの、冷えすぎちゃうみたいなことですかね。
そうです。通常水が氷になるには、きっかけとなる微細な塵などの、ま、核と呼ばれるものが必要なんです。
ああ、不純物ですね。でも、今回は純水を使ったから、その核がなかったと。
ええ、その通りです。つまり、放血のきっかけが存在しないので、マイナス10度下回っても液体のまま冷やされ続けていたんですね。
なるほど。水分子たちは十分に冷えきっているのに、凍り始めるきっかけを見失って、ずっと待っているような状態だったわけですね。
そうなんですよ。もう限界まで冷えているのに、どうしていいかわからず、不安定になっている状態ですね。
そこでさっきの学生さんが、冷凍庫の扉をガチャッと開けたわけですね。
はい。その扉を開けたときのあの振動が引き金となって、一気に液体から固体への相転移、つまり急速な凍結が起きたんです。
うーん、そこまではなんとなくわかるんですが、でも、凍るだけなら、普通に製法皿の中で固まるんじゃないですか?
そこがまあ水の面白いところでして、水って凍ると体積が約9%膨張する性質があるんです。
はいはい、あのペットボトルに水を入れて凍らせるとパンパンになる、あれですね。
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まさにそれです。で、製法皿のます目の中で一気に膨張しようとするんですが、左右と下はプラスチックの壁に囲まれていて、逃げ場がないんですよ。
あ、なるほど。横にも下にも行けないから、唯一空いている上に向かって急激に押し出されたってことですか?
その通りです。すさまじい勢いで上へ押し出されながら、その途中で急速に固まっていくので、あんな不思議な形のオブジェになった、という種明かしですね。
いやー面白いですね。氷がポルターガイストみたいに飛び出したのには、ちゃんと物理的な理由があったんですね。
ええ、このエピソードは水という物質の得意性をよく表しています。氷が水に浮く、つまり固体になると密度が小さくなるという、他の物質ではありえない逆転の性質が根本にあるんです。
固体になると体積が増えるって普通じゃないんですね。いや、普段当たり前に飲んでいる水ですけど、なんだか見る目が変わりました。
本当にそうですね。私たちの身近にあるのに、実は一番変な物質とも言えますから。
そこで最後に今回資料を送ってくださった方に、少し考えてみてほしいんです。もし水が他の物質と同じように、凍ると縮んで沈む性質だったら、地球の海や氷はどうなっていたでしょうか。
それはすごく興味深い問いですね。地球の環境が全く違うものになっていたでしょうね。
そうですよね。ぜひご自身でも想像して探究してみてください。次回の配信もお楽しみに。さよなら。