水の過冷却時の凝固熱について

水を過冷却の状態のときに氷を入れて、凍らせると水が残ってしまいます。
これは、水の凝固熱が発熱反応だということと関係がありますか？

また、過冷却状態からショックを与えるだけですべての水を凍らせることは家庭ではできますか？(個人的には、もっと過冷却時の温度が下げられればよいのだとはおもいますが)
どちらかの質問でいいので答えてくださると、うれしいです。

No.1 ベストアンサー 回答者： AppleRin 回答日時： 2007/08/08 10:55

水でも静かに冷却して行くと-4℃くらいまで氷結しないことがありますこれを過冷却（Super-cooling）状態と呼びます。

ここに急激な振動、氷片や異物が混入すると瞬間的に氷結が起こり、その温度はただちに0℃に上昇します。
水が氷結するとき1gにつき80cal潜熱が放出されるので一部の氷は溶解し、水と氷の共存状態が出来ます。
この状態を目視すると丁度シャーベットのような状態になっているのがよくわかります。
電解質飲料や酒などでも同じことが出来ますが十分に冷やす能力がある冷蔵庫ならどれでも出来ると思います。

氷点温度を正確に測定すると浸透圧を算出できるのでこの方法を応用した測定器で血漿や電解質液の浸透圧を測定していました。

参考URL：http://www.amco.co.jp/medical/products/Products/ …

この回答へのお礼

お礼が遅くなってすみません
1gにつき80cal潜熱が放出されるのですか、初耳です。
回答してくださってありがとうございます。

お礼日時：2007/10/26 21:13

No.2 回答者： DexMachina 回答日時： 2007/08/08 20:59

> 過冷却状態からショックを与えるだけですべての水を凍らせることは家庭ではできますか？

No.1の方も言われていますが、水の凝固熱は80cal/gにもなります。
一方、0℃付近の液体の水の比熱は約1cal/gです。
http://subsite.icu.ac.jp/people/yoshino/H20abnor …

従って、1gの過冷却の水が、1gの氷になる際に出る熱量80calを、
予め過冷却の水から奪っておけばいいということになるので、
過冷却の水の水温が-80/1=-80℃になっていれば大丈夫、
と計算できます・・・多分(汗)

なので、家庭では無理だと思います。
(というか、どこかの研究室でも無理っぽい気が・・・)


この「凝固熱の大きさ」(そしてもちろんcyber-poemさんが言われるとおり
発熱反応であること)があるために、過冷却からの凝固では、水が残って
しまうことになります。
(これがもし、仮に凝固熱が4cal/g程度であれば、No.1の方が言われている
　「-4℃」からの凝固で、(計算上は)ちょうど全ての水が氷になれる、はず；
　基本的に計算は苦手なので自信なし(汗))

*計算を簡単にするため、敢えてＪ(ジュール)ではなくcalを使用*

この回答へのお礼

お礼が遅くなってすみません。
計算してくださりありがとうございます。
回答ありがとうございます。

お礼日時：2007/10/26 21:15