熱い水は速く凍る

冷凍庫の製氷皿に
熱い水を入れた場合と冷たい水を入れた場合では
熱い水のほうが速く凍るとあるのですが、
この現象はなぜおこるのでしょうか？

No.6 ベストアンサー 回答者： osaru-chan 回答日時： 2007/05/11 11:33

仮説

密度を考えると、冷たい水＞氷＞熱い水であり、
氷より高密度の状態で安定した「冷たい水」は、冷却(通常、密度を上げる作用)では氷になりにくい。

補足説明
ご存知かと思いますが、H2Oの密度は4℃で最大値をとります。
つまり、4℃の液体(水）は固体(氷)よりも密度が高くなります。

これは、4℃程度の液体が、固体のなす結晶構造の隙間にH2O分子が
入り込んだ構造をとることに由来すると思われます。

ここで、「冷たい」・「熱い」を密度で区分けすると、「冷たい水」＞氷＞「熱い水」と定めることが可能です。

冷たい水→氷　は密度が下がる方向＝分子の運動エネルギーが高い方向
熱い水→氷　は密度が上がる方向＝運動エネルギーが低い方向
となり、冷却(製氷)では本来運動エネルギーを下げるため、冷たい水→氷は起こりにくいことが示唆されます。

ポイントは、氷よりも高密度の状態になる時間です。
熱い水も冷却とともに瞬間的には4℃を通りますが、「時間」の概念を考慮すると、結晶内に分子が入り込むことがほとんどできず、氷よりも高密度の状態にある分子はほとんどないと思われます。

以上、長くなりましたが、参考にしていただければと思います。

この回答へのお礼

大変参考になりました。
みなんさんありがとうございます。

お礼日時：2007/10/12 11:49

No.5 回答者： SortaNerd 回答日時： 2007/04/29 17:06

不思議な現象ですね。

もしかすると、お湯を作る際に水中の気体が抜けることに関係があるかもしれません。

No.4 回答者： akiki26 回答日時： 2007/04/25 23:14

寒い所(マイナスになるくらい)でコップに入れたお湯をまくと凍り、水はまいても凍らないと言う話を聞いたことがあります。

なぜそうなるか理由はわかりませんが、確かにお湯の方が凍るようです。
冷凍庫に入れるから速く凍るのではなく、温度が低いから速く凍るのだと思います。
詳しい原理がわからなくてすみません。
実際に寒い地域に住んでいる人に聞けばわかるかも知れませんね。

No.3 回答者： indoken 回答日時： 2007/04/25 12:32

外国で聞く「冗談」だと思うのですが、違うしょうか。

「寒い日に、お湯と水を外に出しておくと、
お湯は早く冷めるので、先に凍る」と言うのです。
もちろん間違いですが、
私がこの話を聴取者参加ラジオ番組で聞いた時には、
ラジオ局に電話してきた聴取者の半数以上が、
「早く冷めるのだから、お湯のほうが先に凍る」派
だったと記憶しています。
うーん

No.2 回答者： doc_sunday 回答日時： 2007/04/25 10:50

私も心事難いですが…

こういう事はありそうです。
直冷型の製氷皿という機種があります。こいつは冷気を吹き付けて冷却するのではなく、冷凍機に直接乗せるのです。
熱い水を乗せると製氷皿の上の氷が溶けて製氷皿と水とが密着します。
冷たい水だと製氷器の上に凍り付いた氷からゆっくり冷やされますから冷却は遅いと言うことになります。
m(_ _)m

No.1 回答者： xx_taki_xx 回答日時： 2007/04/25 01:06

本当ですか！？初めて聞きました。

私自身の推測でしかないのですが。。

冷凍庫はある温度が一定に保たれるように設計されています。
故に、熱いものが中に入ると冷凍庫内の温度が急上昇するので、それを冷やすために急冷し始める。
よって普段より冷凍庫内の温度が下がるので、結果早く凍りはじめるのではないでしょうか？