氷が水に浮く理由はなぜ?沈む液体ってあるの??

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通常、液体を固めた場合、
その密度は高くなるため重くなります。

しかし氷を水やアイスコーヒーの中に入れると
氷は浮いていますよね?

ではなぜ、水を固めた氷は浮くのでしょうか?

今回は氷が浮く理由や疑問を解析します。

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氷が水に浮く理由はなぜ??

一般的に液体を固めると重くなりますが、
氷は水に浮きます。

氷が浮くということは
水よりも密度が低いということを意味していますが、
なぜ、固体である氷の方が密度が低いのでしょうか?

それは水の分子が他の液体の分子とは
違う特徴を持っているからなのです

 

水は1つの酸素原子を
真ん中に2つの水素原子が結ばれています。

1滴の水には億単位で分子がランダムに引き寄せられており、
それが液体の状態として存在しており、
温度が下がると分子同士の引き寄せが強くなっていきます。

そして水が4度(重さと体積を比較することをさす比重の基準)以下になると、
分子のプラスとマイナスできちんと並んで固まろうとします。

 

しかし水の分子は特殊な形をしており、
他の液体の分子と違うため固形になった時に
分子と分子の間にすき間ができてしまうのです。

このすき間が氷の密度を低くさせます。

比重を見てみると4度の水を「1」とした時、
氷は「0.92」と水より小さな数字になります。

このような現象により氷は水に浮くのです。

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氷が沈む液体ってあるの??

氷が水に浮かぶ理由は氷の比重が水より軽いからですが、
逆に氷が沈む液体は存在するのでしょうか?

ポイントは比重になります。

つまり氷の比重である0.92よりも
軽い液体に氷を入れると氷が沈むわけです。

アルコールの中に氷を入れると沈みます。
これはアルコールの比重が0.8以下と氷より軽いためです。

また油と水が入ってる中に氷を入れると
二層に分かれたその間に氷が留まります。

これは油の比重が軽いため氷は沈むものの、
水より軽いため浮いている状態になるのです。

このように氷より軽い液体は存在します。

氷が指にくっつくのはなぜ?

冷凍庫から出した氷を乾いた手でつまんだ時に、
氷が指にくっついた経験はないでしょうか?

なんとも不思議な現象に感じますが、
これは氷と指の熱伝導が関係しています

水が固まった氷の分子はH2Oですが、
この分子は熱伝導性が高いため加熱すると全体的に沸騰します。

 

一方の指のたんぱく質は熱伝導性が低いです。

例えば同じたんぱく質であるお肉を加熱した時、
表面は焼けても中が生のレア状態にできます。

そのため冷凍庫の製氷エリアは通常マイナスになっており、
指でつかむと指の体温により氷の表面が溶けます。

 

しかし氷と指の熱電導性が違うため、
氷から伝わる冷気により溶けた水が再氷結し氷に戻ります。

再氷結する前に溶けた水は、
指の表面や指紋のすき間などに入り込んでおり、
その状態で氷に戻るので氷と指がくっつくです。

これを取ろうと無理矢理引っ張ると、
皮膚を傷めてしまいます。

無理矢理はがすのではなく、
氷より高い温度の水やぬるま湯をかけましょう。

 

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