炭酸飲料は冷凍庫で冷やしてもなかなか凍らないのに、その冷えた状態でフタを開けると凍り始めるのはなぜ？

今年の夏はあまり暑くなかったようですが、炭酸飲料は比較的よく飲みました。
その時に冷蔵庫で冷やすわけですが、通常の水道水と較べて冷えにくい事に気がつき
ました。
それで思い切って冷凍庫で冷やしてみました。２時間ほどですが。
そのくらいの時間ではやはり凍るまでにはいたりません。

しかし、フタを開けると瞬間的とはいわないまでも上のほうからだんだんとシャーベット
状に凍っていくのです。
また、一度冷凍庫から出す時、手を滑らせて床に落としてしまったら、全体がやはり
シャーベット状に瞬間的に凍りました。

この現象は、
○炭酸飲料には炭酸ガスの圧力がかかっているので融点が０℃より低い。
　それを、フタを開けて圧力を開放すると、通常の水と同じ０℃で凍るので、凍り始める。
もしくは
○炭酸飲料が過冷却状態になっていて凍るべきところで凍らずにいるが、なんらかの衝撃、
　フタを開ける、落とすなどで急激に凍り始める
と考えたのですか、正しいでしょうか？

また、通常の水道水と較べて、炭酸飲料が冷え難いのはなぜでしょうか？

因みに、実際に試してみたのは某社のコーラのＰＥＴボトルの５００ミリリットル入りです。

No.4 ベストアンサー 回答者： bottan 回答日時： 2006/09/07 11:35

過冷却です。

炭酸飲料にはたくさんの溶質が溶けていますので
凝固点が降下します。（凍結防止剤、融雪剤などと同じ）
また常温と比較して、冷却すると炭酸ガスは水中から遊離しにくくなります。よってフタを開けた場合、外気に触れた炭酸ガスが遊離したためそれが刺激となり（さらに液体自体も）シャーベットとなったのでは。
　一つ実験してみて下さい。
　冷蔵庫に保管した（１０℃）開封していない炭酸飲料をガンガン振って冷凍庫等で急冷する。次に液体であることを確認して静かにフタを開けるとシャーベットが吹き出す。ガスはすぐには溶けないため時間の調整が重要かもしれません（未確認です）

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2006/09/09 21:00

No.3 回答者： silverbear 回答日時： 2006/09/07 09:52

凍る理由ですが、過冷却状態というだけだと思います。

フタを開けると泡が出来ます。そこから凍り始めると思いました。（蓋開けなければ炭酸の泡は出来ないですよね？）
衝撃も凍る理由になります。

ペットボトルに一度沸騰させた水を入れて、発泡スチロールなどでくるんでから冷凍庫に入れても同じような現象が起こると本で読んだことがあります。

>通常の水道水と較べて、炭酸飲料が冷え難いのはなぜでしょうか？
実際にそれが本当であれば、比熱が大きいのではないでしょうか？小学校のころ習いませんでしたか？　比熱とかの事を。　水の中に鉄球を入れたら早く温まるとか・・・・
あとは、舌の感覚なら同じ温度でも感じ方が違うと言う事もあるかも知れません。（つまりただの勘違い）

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2006/09/09 20:59

No.2 回答者： mazeran 回答日時： 2006/09/07 09:20

これは単純に、「過冷却現象」ではないでしょうか。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%81%8E%E5%86%B7% …

・・・であれば、「気化熱」云々は関係ないと思うのですが、どうなんでしょう？。

ペットボトル自体、熱伝導率は低いです。
そこらへんの差が影響していませんか？。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2006/09/09 20:57

No.1 回答者： mukaiyama 回答日時： 2006/09/07 08:56

＞冷えた状態でフタを開けると凍り始めるのはなぜ…

液体が気体に変わることを気化と言いますが、このとき周囲の熱を奪います。
これを「気化熱」と言います。
普通の水はもちろん、ジュースやお酒には、融けこんでいる気体の量も微々たるものなので、開栓したからといって気化熱が発生するわけではありません。
しかし、炭酸飲料は多くのガスを融かし込んでいるので、一気に気化することによって大きな気化熱を奪い、液体自体も、より冷えて凍るのです。

クーラーや冷蔵庫が冷えるのも、圧縮されて液体になったガスを一気に気化させて、周囲の熱を奪っているからなのです。

＞通常の水道水と較べて、炭酸飲料が冷え難いのはなぜでしょうか…

水は不純物を含むと、それだけ凍りにくくなります。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2006/09/09 20:55