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ストローを蛇口から出る水に近づけると引き寄せる方向に水が曲がります。次のULR参照下さい。
http://chem-sai.web.infoseek.co.jp/taiden.html
私もものさしで同じ現象が起きることを確認しました。

そこで質問です。
1.水とストローどちらが正でどちらが負に帯電しているのでしょうか。
  条件次第でどちらにもなるのでしょうか。

2.水道の水ではなくスチーム(水粒)では同じように引き寄せられないのはなぜでしょうか。
  美顔器のスチーム(放電でスチームを出しているタイプ)で確認しました。
  スチームは帯電しないのでしょうか。

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A 回答 (2件)

普通はストローは負に帯電するようです。



ですが、この実験はおそらく正に帯電した棒を近づけてもうまく行くと思います。次のように。
ポイントは水分子が+-向きを持った構造をしていること、およびストロー付近の電界が不均一(電界はストローに近づくほど強い)ということにあるはずです。
分極した分子は正負両電荷が一分子内にあるとして、片方が電界により棒に近い方へ少し変位し、他方は電界により棒から遠い方へ少し変位し、すると、場所(による電界の強さ)の違いにより棒に近いほうの電荷が受ける引力は他方が受ける斥力よりも少し強いわけで、結局正味としては分子は棒のほうへ行きます。棒が正であろうが負であろうが。

スチームでうまくいかないのは、やはり#1様の言われるようにせっかく帯電した電荷が、ストロー表面が濡れてしまう持っている手を通って逃げるからでしょう。
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この回答へのお礼

美顔器がマイナスイオンとかいっているので帯電したものを近づけるとどちらへ移動するのかすごく気になりました。
帯電が逃げないように工夫してもう一度やってみようと思います。
回答ありがとうございました。

お礼日時:2006/08/04 17:58

普通はプラスチックが負に帯電するようです。

つまり、水が正ですね。ところで、美顔器のお話ですが、霧状の水であっても極性分子である以上は影響を受けるはずです。但し、霧状のものを散布した場合、ぬれるとプラスチック表面からすぐに電子が放電されてしまうので、見た目には分からないようです。
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この回答へのお礼

実験に使用したものさしは濡れたようには見えませんでしたが、スチームに近づけたので湿気を持ってしまったのかもしれません。
回答ありがとうございました。

お礼日時:2006/08/04 17:54

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Qストローの静電気で水が曲がる原理は?

ストローを擦って静電気を帯びさせて、蛇口から落ちる
水道水に近づけると、水がストロー側に引き寄せられる
現象があります。
また通常ストローはマイナスに帯電すると聞きました。

ということは、

(1)水道水は通常状態でプラスに帯電していることにな
 るのでしょうか?

(2)それとも、水に含まれるプラスイオンなりが水流の
 ストロー側に引き寄せられて全体的に水を引き寄せ
 るのでしょうか?
 この場合、水の中の電子は水流のストローとは逆側
 に移動するため、電子による反発よりもストローに
 近いプラスによる引力が勝って、全体的に水流が引
 き寄せられるんでしょうか?

宜しくお願いいたします。        
 

Aベストアンサー

静電気に引きつけられる度合いは、比誘電率と関係があります。物質を電場の中に置くと、電子の偏りが生じて、表面に電荷が現れます。これを分極といいますが、分極の起こりやすさを示すのが比誘電率です。水の比誘電率は20℃で約80あり、液体物質としては特に大きい値を持っています。

表面に現れる電荷は、近づけた電荷の反対です。ですから、プラスに帯電した物体を近づけるとマイナス、マイナスに帯電した物体を近づけるとプラスの電荷が、近づけた側の表面に現れます(反対側の表面には、その逆の電荷が現れます。電荷の合計はゼロです)。

ですから、水はプラスの電荷にも引きつけられます。アクリル樹脂を絹布で擦るとプラスに帯電しますので実験できます。

水だけでなく、紙くずや髪の毛もひきつけられますが、これも紙くずや髪の毛が分極するからです。分極は、多かれ少なかれどんな物質にも起こります。

常温の水の比誘電率が大きい理由は、No.1様の説明の通り、水の分子に電荷の偏り(極性)があるためです。

Q水で静電気?

 トイレ等で手を洗うとき、最初に水に触れた時ビリっとなります。これは静電気なんでしょうか?普段静電気は起きやすい体質です。
 同じような経験してる方はいますでしょうか?
 また、予防方法があったら教えてください。
 

Aベストアンサー

簡潔に言いまして静電気と思います。体内に蓄積された電気が水道水を経由して短絡した為手にバチッ!と来た事と思います。個人差もありますが起こり得る出来事ですね。
水道水は必ず接地(アース)されているわけですので
避けられないのですが、予防策としては室内の加湿くらいでしょうか?
体内に帯電させない方法としては裸足で歩くとかも効果的です。低電圧の状態で放電するそうです。
参考なのですが、水と水が波立つだけでも静電気は発生します。特に溶剤家の場合は発火の危険があるので更に危険なのです。タンクローリーは積んだ媒体が揺すれあって静電気が発生しないよう仕切り板が入っているくらいです。
あまり参考になりませんが、

Q空気を帯電させることは、できるのでしょうか?

空気の成分は、ほとんどが、窒素75.5%、酸素 が残りのほとんど。
これらの分子を何かの装置とかで、+とか、ー とかに帯電させることはできるのでしょうか? どなたか、ご存知でしたら教えてください。

Aベストアンサー

 帯電は静電気を帯びるという普通の意味であれば、できない、と考えて差し支えありません。

 固体なら静電気を帯びることはよくあります。考えやすいよう、電子が過剰になるとすると、過剰になった電子同士は反発しあい、最も離れた位置で安定します。もし偏りがあると、電子同士が及ぼす力に偏りができて、それで電子が移動します。

 なお、このとき、電子自身による電場での電子の位置エネルギーはトータルで最小になります。エネルギー的にも安定だということです。

 これが気体だとどうなるかということですね。正負の電荷が等しく混ざっていることは、普通は帯電といいません。やはり、正負どちらかに偏るとするべきでしょう。

 空気の分子は無風であれば、均一に分布しています。各分子は自由に動けます。これらの分子に、たとえば電子が1個多い状況になったとすると、分子同士に反発力が働きます。

 そうなると、分子同士が離れようとします。閉じ込めていない空気なら、どんどん拡散してしまいます。

 すると、空気を容器に密閉して、電荷を与えればどうかということになります。そういう状況を作ったとして、空気は温度がある限り動いていて、密閉した容器に衝突します。

 先に申し上げた、電場による位置エネルギーで言うと、空気を含めた容器全体が帯電したとすると、容器表面に電荷が均等に分布すると、位置エネルギーが最小になります。

 最初は空気が帯電したとしても、どんどん電荷は容器へと移り、容器表面にだけ電荷がある状態の帯電になります。

 こうしたことは、金属で起こることがよく知られています。金属内部にある電子は、全て自由に移動できます。だから電流が流れやすいわけです。

 その金属内部の電子は、自由電子と呼ばれ、金属全体が帯電しているか否かに関わらず、電子は全て金属表面に均等に分布しています。空気を密閉容器に閉じ込めた場合と、似た状況です。

 帯電は静電気を帯びるという普通の意味であれば、できない、と考えて差し支えありません。

 固体なら静電気を帯びることはよくあります。考えやすいよう、電子が過剰になるとすると、過剰になった電子同士は反発しあい、最も離れた位置で安定します。もし偏りがあると、電子同士が及ぼす力に偏りができて、それで電子が移動します。

 なお、このとき、電子自身による電場での電子の位置エネルギーはトータルで最小になります。エネルギー的にも安定だということです。

 これが気体だとどうなるかというこ...続きを読む

Qエクセル STDEVとSTDEVPの違い

エクセルの統計関数で標準偏差を求める時、STDEVとSTDEVPがあります。両者の違いが良くわかりません。
宜しかったら、恐縮ですが、以下の具体例で、『噛み砕いて』教えて下さい。
(例)
セルA1~A13に1~13の数字を入力、平均値=7、STDEVでは3.89444、STDEVPでは3.741657となります。
また、平均値7と各数字の差を取り、それを2乗し、総和を取る(182)、これをデータの個数13で割る(14)、この平方根を取ると3.741657となります。
では、STDEVとSTDEVPの違いは何なのでしょうか?統計のことは疎く、お手数ですが、サルにもわかるようご教授頂きたく、お願い致します。

Aベストアンサー

データが母集団そのものからとったか、標本データかで違います。また母集団そのものだったとしても(例えばクラス全員というような)、その背景にさらならる母集団(例えば学年全体)を想定して比較するような時もありますので、その場合は標本となります。
で標本データの時はSTDEVを使って、母集団の時はSTDEVPをつかうことになります。
公式の違いは分母がn-1(STDEV)かn(STDEVP)かの違いしかありません。まぁ感覚的に理解するなら、分母がn-1になるということはそれだけ結果が大きくなるわけで、つまりそれだけのりしろを多くもって推測に当たるというようなことになります。
AとBの違いがあるかないかという推測をする時、通常は標本同士の検証になるわけですので、偏差を余裕をもってわざとちょっと大きめに見るということで、それだけ確証の度合いを上げるというわけです。

Q水素結合とはどういうものですか?

現在、化学を勉強している者です。水素結合についての説明が理解できません。わかりやすく教えていただけないでしょうか?また、水素結合に特徴があったらそれもよろしくお願いします。

Aベストアンサー

要は、「電気陰性度の大きい原子に結合した水素と、電気陰性度の大きい原子の間の静電的な引力」です。
電気陰性度の大きい原子というのは、事実上、F,O,Nと考えて良いでしょう。
電気陰性度の大きい原子と結合した水素上には正電荷(δ+)が生じます。また、電気陰性度の大きい原子上には負電荷(δー)が存在します。

水素が他の原子と違うのは、その価電子が1個しかないことです。つまり、他のイオンとは異なり、H+というのは原子核(通常は陽子)のみになります。他のイオンの場合には、内側にも電子格殻が存在しますので、原子格がむき出しになることはありません。
ご存じと思いますが、原子核というのは原子のサイズに比べてはるかに小さいために、H+というのは他のイオンとは比べ物にならないほど小さいといえます。もちろん、正電荷を持つ水素というのは水素イオンとは異なりますので、原子殻がむき出しになっているわけではありませんが、電子が電気陰性度の大きい原子に引き寄せられているために、むき出しに近い状態になり、非常に小さい空間に正電荷が密集することになります。
そこに、他の電気陰性度の大きい原子のδーが接近すれば、静電的な引力が生じるということです。
そのときの、水素は通常の水素原子に比べても小さいために、水素結合の結合角は180度に近くなります。つまり、2個の球(電気陰性度の大きい原子)が非常に小さな球(水素原子)を介してつながれば、直線状にならざるを得ないということです。

要は、「電気陰性度の大きい原子に結合した水素と、電気陰性度の大きい原子の間の静電的な引力」です。
電気陰性度の大きい原子というのは、事実上、F,O,Nと考えて良いでしょう。
電気陰性度の大きい原子と結合した水素上には正電荷(δ+)が生じます。また、電気陰性度の大きい原子上には負電荷(δー)が存在します。

水素が他の原子と違うのは、その価電子が1個しかないことです。つまり、他のイオンとは異なり、H+というのは原子核(通常は陽子)のみになります。他のイオンの場合には、内側にも電子格殻...続きを読む

Q水分子の極性について

文英堂の「理解しやすい化学(1)B」という参考書のp.46に
水が極性分子であることの説明として

ナイロンでこすったプラスチックのものさしを水道の水に近づけると水がものさしの方に引き寄せられる

として、水はわずかに負に帯電しており、正に帯電しているものさしに引き寄せられるから

との説明があったのですが、
私としては水分子が酸素原子側に-の電荷、水素原子側に+の電荷が偏るということは理解できても全体として水が負に帯電しているとは考えられません。その辺の説明をお願いします。
また、実際実験でものさしをナイロンでこすって帯電したものさしを水道の水に近づけると確かにものさしに引き寄せられることは確認できましたが、ナイロンの方を近づけると逆に反発しそうなのに何の反応も無くまっすぐ水は落ちます。これはなぜなのでしょう。もしくは自分の実験が失敗しているのでしょうか。でも何度やってもそうなります。どうか教えて下さい。

Aベストアンサー

分子として考えたら酸素のローンペアなんかが考えられるかもしれません。
また、水の表面分子は水素結合が完璧ではないので極々微小ながらローンペアが存
在している可能性もありますし、「水道の水に近づける」というのは蛇口からの流
水でしょうから、管径にたいして流速が高いと微小ながら蛇口との摩擦、さらに空
気との摩擦による静電気で帯電していることも考えられます。

帯電の主犯としては流水時の静電気の影響、微妙な影響として水分子が持っている
ローンペアと考えております。

Q電源 200V単相と3相の違い

電源 200V単相と3相の違いについて教えてください。
どう違うのでしょうか?
電気のことはぜんぜん分からないので詳しくお願いします。

あと、200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V30A(3相)から電源をとるとどうなりますか?(家庭用電源ではなく、会社の電源です)

200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V50A(3相)から電源をとるとどうなりますか?

Aベストアンサー

> 電源200V単相と3相の違い…

すでに三人の方から回答があるとおりですが、まだ出ていないことを補足します。
(なお、既出の一部に明らかな誤解もあるようですが、それを指摘することは、規約違反となり、削除対象とされるので控えます。)
電気の理論には、「対地電圧」という考え方があります。大地に対する電圧です。単相200Vの対地電圧は、100Vしかありません。それに対し、三相200Vの対地電圧は、173Vまたは200Vあります。この違いは、万が一感電した場合の人体に及ぼす危険性に影響します。このため、住宅の屋内では原則として、三相200Vを使用することができません。ご質問は、会社ということですから、この点はクリヤされますが、そのサーバーが、対地電圧150V以上に耐える設計がなされているかどうかを、確認する必要があります。

> あと、200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V30A(3相)から電源をとると…

前項の問題がクリヤしたとして、次に、質問者さんの会社が、低圧受電か高圧受電かによって、この答えは変わってきます。
電力会社から200Vの低圧で受電し、単相と三相の二つのメーターが付いている場合、原則として単相負荷は単相契約で使用します。何らかの事情で単相負荷を三相契約で使用したい場合は、事前に電力会社と協議し、それなりに基本料金を支払うことが必要です。
6,000Vあるいはそれ以上の高圧で受電し、自社内で200Vに落として使っている場合のうち、電力会社との契約が「負荷契約」であったら、前述の低圧の場合と同じです。
高圧受電で、電力会社との契約が「変圧器契約」であれば、単相負荷を三相配線で使用しても、道義的には問題ありません、ただし、三相変圧器に単相負荷をかけると不平衡が生じ、電圧降下や変圧器の温度上昇を招く場合もあります。事前に十分な技術的検討が必要です。

> 200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V50A(3相)から電源をとると…

200Vで30Aということは、6kVAの容量といいます。200V50A(三相)は、17.3kVAですが、そこに6kVAの余裕があるかどうかを検討しなければなりません。単相の電源盤からとるとしても、同じです。余裕がなければ、電線を太くして、ブレーカも大きなものに取り替えることなどが必要になります。
どのような業種の会社か存じませんが、「エアコンのスイッチを入れたら、サーバーまで落ちてしまった」ではしゃれにもなりません。
経験的に、単相にしろ三相にしろ、6kVAもの余裕がある電源盤は、比較的少ないように思います。事前に電気工事業者と十分な打ち合わせをされることをお薦めします。

> 電源200V単相と3相の違い…

すでに三人の方から回答があるとおりですが、まだ出ていないことを補足します。
(なお、既出の一部に明らかな誤解もあるようですが、それを指摘することは、規約違反となり、削除対象とされるので控えます。)
電気の理論には、「対地電圧」という考え方があります。大地に対する電圧です。単相200Vの対地電圧は、100Vしかありません。それに対し、三相200Vの対地電圧は、173Vまたは200Vあります。この違いは、万が一感電した場合の人体に及ぼす危険性に影響します。このため、住...続きを読む

Q炭酸ナトリウムを水に溶かした時の最大Phは?

炭酸ナトリウムを入浴剤用に購入しようと思い、その安全性について調べているのですが、もし、出来るだけ多くの炭酸ナトリウムを水に溶かした時に、その水溶液のPhはどのくらいになるのでしょうか?

ちなみに私は化学はまるで素人なので、出来ましたら、計算式等と共に教えていただけると幸いです。

Aベストアンサー

 なんでこう、化学に関して素人だと仰る方の質問に対して、数値が知
りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね? 迷惑だよ。

 私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L(=10.6 g/L)である
として、その pH を計算してみます。考え方は、参考 URL にある「酢酸
ナトリウム水溶液の加水分解」と同じです。

 炭酸は2段階電離をしますが、その第2段階の電離定数を Ka、水のイ
オン積を Kw、炭酸水素イオンの電離の逆反応の平衡定数を K とします。
簡単な計算から、K = Kw/Ka であることが分かります。
 水溶液中で、炭酸ナトリウムはほぼ完全に電離し、生じた炭酸イオン
の一部が炭酸水素イオンに戻ろうとしますが、その割合を x とし、便宜
上 C = 0.1 (mol/L) と置くと、x が 1 より充分小さいという近似の下
で x = √(C/K) となります。
 水酸化物イオン濃度 [OH^-] の値が [OH^-] = Cx 、水素イオン濃度
[H^+] が [H^+] = Kw/[OH^-] ですから、以上を用いて
[H^+] = √(Ka・Kw/C)
...となります。さて、pH は常用対数 log を用いて
pH = log(1/[H^+])
と定義されますから、あとは数値を放り込んで計算するだけです。
 代入すべき数値は、
Ka = 4.7×10^{-11} (mol/L) ;炭酸の第2段階電離定数
Kw = 1.0×10^{-14} (mol^2/L^2) ;水のイオン積
...と上記の C = 0.1 (mol/L) です。これらを用いて、求める値は
pH = -1/2・log(Ka・Kw/C) = 11.7(有効数字3桁)
です。常温(25℃)での中性だと pH = 7.0 、人間の体液における
値の典型値が pH = 7.4 だから、かなり強い塩基性ですね。
 濃度を C = 0.001 mol/L(上記の 1/100)にすると、pH = 10.7
くらいになります。

 参考までに、白馬八方温泉の温泉水の値で、pH = 11.3 くらいだそう
です。かなり強いアルカリ性の温泉も存在します。
http://www.goryukan.jp/spa/index.html
 入浴剤として使う場合の注意としては、強アルカリ性の温泉に入浴す
るときの注意点と同じです。当該の温泉地に問い合わせてみては如何で
しょうか?

参考URL:http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter3/lecture5/lect3052.html

 なんでこう、化学に関して素人だと仰る方の質問に対して、数値が知
りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね? 迷惑だよ。

 私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L(=10.6 g/L)である
として、その pH を計算してみます。考え方は、参考 URL にある「酢酸
ナトリウム水溶液の加水分...続きを読む

Q水分子の大きさ

水分子の大きさを知りたく、いろいろ調べていたのですが、
多くのサイトで約3×10^-10メートルとありました。
この値が一般的ですか?

Aベストアンサー

これはファンデルワールス半径から出した値でしょうね。
分子の大きさを問題にするのならそれで良いと思います。
酸素原子が半径1.4オングストローム(0.14ナノメートル)、水素原子が1.2オングストロームのファンデルワールス半径ですので、水素原子の分を無視しても、直径3オングストローム弱の大きさを持つことになります。
これに水素原子の出っ張りを加味すれば、だいたい3オングストロームといったところでしょう。完全な球体ではないので、方向によって増減しますが。

Q放電

何故放電は、とがったところで起こりやすいのでしょうか。

Aベストアンサー

大きさの違う2つの金属球が導線でつながれたものを帯電させたときの
それぞれの球での電界強度をもとめればよいと思います。
理想的な金属であれば、金属全体は等電位になります。
金属が非常に遠く離れているとして(長い導線で結んでいるとして)、
電位は球の表面で、それぞれの金属球の半径R1とR2に反比例、
球に帯電した電荷Q1とQ2に比例するので、
等電位であれば
 Q1/R1=Q2/R2・・・(※)
という関係が成り立ちます。このとき電界強度はそれぞれ
 Q1/R1^2、
 Q2/R2^2、
となり、※からQ1/R1=Q2/R2=Aとおくと
 Q1/R1^2=A/R1、
 Q2/R2^2=A/R2
という具合に半径に反比例します。
したがって、小さな球ほど電界が強くなります
(つまり尖っているほど電界が強くなります)。

大きなシャボン玉と小さなシャボン玉を(ストローなどで)
つないだときに、大きなシャボン玉の方に空気が移って
小さなシャボン玉がしぼんでしまうのとなんとなく似ているような
(平均曲率に比例して(=半径に反比例して)
 表面張力による圧力が強くなるので
 式の上でも似ているといえば似ていると思うのですが)

大きさの違う2つの金属球が導線でつながれたものを帯電させたときの
それぞれの球での電界強度をもとめればよいと思います。
理想的な金属であれば、金属全体は等電位になります。
金属が非常に遠く離れているとして(長い導線で結んでいるとして)、
電位は球の表面で、それぞれの金属球の半径R1とR2に反比例、
球に帯電した電荷Q1とQ2に比例するので、
等電位であれば
 Q1/R1=Q2/R2・・・(※)
という関係が成り立ちます。このとき電界強度はそれぞれ
 Q1/R1^2、
 Q2/R2^2、
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