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教えて下さい.
氷の温度って何度なんでしょうか?たしか中学校の理科で水を沸騰させると100度にはなるけどその後は温度が上がらないグラフがあったと思います.凍らせても温度が下がらないとすれば零度ですよね.でも,氷の中に温度計をつっこむともっと下がったような気がしますが......

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A 回答 (7件)

氷は最大0度で、冷やせばどんどん冷えますね。


絶対零度すなわち-273度まで冷えます。
一度、液体窒素温度(-190度)に冷やしたことがありますが、
表面がさらさらしていて、あまり冷たい感じはしなかったです。
握り締めると刺されるような痛みを感じますけどね。(笑)

氷の温度でもうひとつ面白いことがあって、
例えば、0度の氷100グラムと100度のお湯100グラムを混ぜても
50度にはならないんですよ。
0度の水と100度のお湯なら、ぴったり50度になります。
氷には、「潜熱(せんねつ)」というものがあって、
0度の状態の氷から0度の状態の水にするのにエネルギーが
必要になるんですね。
ちなみに、0度の氷と100度のお湯を混ぜると、大体25度ぐらいに
なります。何となく、不思議ですよね。
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>凍らせても温度が下がらない


これは.
水と氷が共に存在して.1気圧の時に平衡状態になっている
という条件下での話しです。

理論上は絶対0度まで.実測では絶対0度付近まで下がります。
一方.ちょっと圧力(数値忘却)をかければ.100度Cの氷5(5はギリシャ数字の5.結晶構造の番号です)なんて.脅威の氷が有ります。この脅威の氷に泣いているのが.パイプラインで.不純物の水が凍ってしまい.少しくらい温度を上げても溶けないという悲惨な状態になります。

図書館で.「化学と教育」という雑誌を見つけてください。2-3年前に詳しい話が(高等学校理科教師向けに)乗っていたと思います。
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水が100℃以上にならない理由は、1気圧の状況下だと沸騰して水蒸気となる事にエネルギーが全て使われてしまうからです。

もっとも、瞬間的に高温になる場合、例えば水中にいきなり溶けた金属を流し込んだ場合などは、水蒸気爆発を起こします。
氷をあたためても0℃でしばらく止まってしまうのは、これと似たような状態が起こっているからで、この状態から氷=0℃と言うイメージが強いのでしょうね。もし、氷が0℃以下には絶対にならないとしたら、地球上の氷は全て0℃となり、南極の気温が大幅に上がるでしょう。
あと、ここではあえて説明を省きますが、氷に塩等の寒剤をかけた場合は、マイナス10℃以下になります。要するに、氷の温度は0℃から絶対零度までと言う事です。絶対零度とは、これ以上冷たくなるのはあり得ないとされている温度の事で、熱が全く起きない状態を指します。
説明の途中で書いた“過冷却”とは0℃以下の水で、衝撃等の刺激によって一気に凍ります。ペットボトルの中にジュースを入れ(全容量の9割程度)、3~6時間程冷凍庫に入れ、ほとんど凍っていない状態で底をテーブルに叩き付けると、この現象が見れる事があります。
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皆さんのお答えでいいのですが、現実には0℃の氷の場合、


0℃の水と0℃の氷の混合状態があります。
このときは、氷が全部溶け終わるまで、0℃の氷水と言う状態が続きます。
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正確に言うと,水(H2O)以外の物質も冷やせば氷となるものはあります。


一気圧の場合,水は凝固点が0℃。
それより低温となる場合,氷の温度はもちろん下がっていきます。
絶対零度(-273℃)の氷も理論的にはあるわけです。

ちなみに圧力が高くなっていくと,凝固点は変わります。
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0℃の氷の温度は0℃ですし、-10℃の氷は-10℃です。


(1気圧でしたら、氷は0℃以下のどこかの温度です)
但し、1気圧で水と氷が共存する時は、0℃です。
後、水の沸騰ですが、気圧を上げたり/下げたりしたら沸騰する温度は変わります。
(例えば、高い山の上では気圧が下がり、100℃以下で水が沸騰するので、おいしいご飯が炊けないそうです。また、圧力釜では圧力が高まり、水が100℃以上でも沸騰しないため、煮物等が柔らかくおいしく調理できます)
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水は



~0℃・・・氷
0℃~100℃・・・水
100℃~・・・水蒸気

の形態をとりますので何度というのは言えません。
あえて言うなら0℃以下。
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Q氷の最低温度を教えてください。

子供の理科の参考書に水の変化のグラフがあり、温度と熱の出入りのグラフが載っていました。グラフは-20度から始まっていました。
氷は何度マデ冷えるのでしょうか???
純粋な水(食塩などを混ぜない)氷って0度以下になるんですか?????
水って氷になって姿をかえて、何度まで冷えちゃうのでしょうか?
また、めちゃくちゃ冷たい氷があるとしたら、その状態はどんなものなのでしょうか???
子供に答えられなくて困っています
教えてください。よろしくお願いします。(^^;;

Aベストアンサー

ー273度です。これ以下は絶対に下がれないので、絶対零度といいます。これは氷だけではなくて、すべての物質がそうなのです。この温度になると物質を形作っている分子が運動をとめてしまうのです。
温度というのは分子の運動の激しさを表わす尺度なのですよ(^_^)

Q氷に塩をかけた場合と砂糖をかけた場合?

子供の夏休みの実験ですが,氷に塩をかけた場合,砂糖をかけた場合,何もしない場合で,塩が一番早く溶けてしまい,砂糖は一番溶けにくいという結果でした.どうしてでしょう?

Aベストアンサー

こんばんは

砂糖でも塩でも水に溶かせば水の融点が下がります。これを凝固点降下と呼びます。
0度で氷だったものに何かが溶けると、凝固点が下がって0度の水になります。
見た目は氷が溶けたようになります。

ただ融点が下がるには、溶けた粒子(分子やイオン)の数が重要です。
これをモル凝固点降下と呼びます。
1kgの水に1モルの粒子を溶かすと1.858度凝固点が下がります。
あとはこの割合で計算すればいいのです。

砂糖は分子が大きく(分子量342=1モルの重さg )、
塩は小さい(分子量58.5=1モルの重さg )なので
同じ重さにすると塩の方が6倍近く多くの粒子を含みます。
これは同じ重さならば塩の方がモル数が多いということです。

さらに塩は水に溶けると電離して数が2倍になります。
これは同じモル数ならば塩の方が粒子の数が2倍になるということです。

氷に同じ重さの塩と砂糖をかけてみた場合、塩は砂糖の12倍の数の粒子を
かけたのとおなじになりますから、凝固点もぐっと下がります。つまり0度
と凝固点の温度差は塩をかけた方が大きいということです。
凝固点から高い温度にある物の方が速く融けますから、塩の方が速く融けたのです。

おおざっぱな話で塩と同じ速度で氷が融けるようにするには12倍の砂糖が
必要になるということです。でも、そんなにたくさんの砂糖をかけたらなん
だかわからなくなりそうですね。

こんばんは

砂糖でも塩でも水に溶かせば水の融点が下がります。これを凝固点降下と呼びます。
0度で氷だったものに何かが溶けると、凝固点が下がって0度の水になります。
見た目は氷が溶けたようになります。

ただ融点が下がるには、溶けた粒子(分子やイオン)の数が重要です。
これをモル凝固点降下と呼びます。
1kgの水に1モルの粒子を溶かすと1.858度凝固点が下がります。
あとはこの割合で計算すればいいのです。

砂糖は分子が大きく(分子量342=1モルの重さg )、
塩は小さい(分子量58...続きを読む

Q氷水の温度

ふと思いついた疑問なのですが、コップに氷と水を入れよくかき混ぜると、そのコップの中の水の温度は0℃になるのでしょうか。

氷と水が同時に存在してるので、融点である0℃になっているのかなと予想したのですが、あまり自信がないのでどなたか正解を教えていただけたらと思います。

Aベストアンサー

こんばんは。

はい。0℃になります。

固体状態と液体状態が同時に存在しているとき、
融けることと凍ることとが同時に進行しています。(競合しています)
融ける温度は0℃、凍る温度も0℃
それによって、0℃が保たれているわけです。

ちなみに、
食塩を混ぜると、凝固点降下が起こります。
混ぜる量にもよりますが、
たとえば、融ける温度はマイナス10℃、凍る温度もマイナス10℃ となるとしますと、
その系の温度は、マイナス10℃に下がります。
(その代わり、‘帳尻合わせ’として、固体が少なくなり液体が増えます。)


蛇足ですが、
冷凍室にある氷も、完全に固体を維持しているわけではなく、
融けたり凍ったりしています。
‘融けたり凍ったり’の回数は、温度が低いほど少なくなります。
アイスクリームやシャーベットを家庭用の冷蔵庫の冷凍室に長期間保管していると固くなってしまいますが、
これは、‘融けたり凍ったり’を何度も繰り返す間に、‘単なる氷’に近づいていってしまった結果なのです。
(ですから、お店のアイスクリームの冷凍庫の温度は、家庭用のものよりかなり低い温度になっています。)


以上、ご参考になりましたら幸いです。

こんばんは。

はい。0℃になります。

固体状態と液体状態が同時に存在しているとき、
融けることと凍ることとが同時に進行しています。(競合しています)
融ける温度は0℃、凍る温度も0℃
それによって、0℃が保たれているわけです。

ちなみに、
食塩を混ぜると、凝固点降下が起こります。
混ぜる量にもよりますが、
たとえば、融ける温度はマイナス10℃、凍る温度もマイナス10℃ となるとしますと、
その系の温度は、マイナス10℃に下がります。
(その代わり、‘帳尻合わせ’として、固体が...続きを読む

Q氷に塩をいれるとマイナス10度Cくらいまで下がりますが

子供がお茶を早く冷やすのに精氷機の氷の中にペット
ボトルを埋めていましたが、上から食塩ふったらもっと
下がって冷たくなると教えてやりました。
実際表面に氷がつくくらい冷えましたが、どうして下が
るのか聞かれて返答に困りました。
どんな原理でしたか?

Aベストアンサー

固体から液体に相変化を起こすには、融解熱が必要になります。(液体から固体の場合は凝固熱を放出)
これは、ある決まった配列に並ぶことで安定化した状態である固体を、分子(原子)が自由に(乱雑に)動ける液体にするためのエネルギーにあたります。

通常の融解では、

  まわりから熱を受け取る(奪う) → 融解(配列解除)

という順序になり、融解が起きている間は温度が一定になります。これが「融点」です。

ところが、氷に塩を加えた場合は、氷を作る水分子の間に、一部溶解していた水に溶けた塩化ナトリウムから発生したイオンが入り込むことで、融点とは関係なく、氷の融解が引き起こされます。

この結果、

  融解(配列解除) → まわりから熱を受け取る(奪う)

と、通常の融解とは順序が逆になるため、氷の融点よりも低い温度をつくることができるようになります。


・・・なんですけど、子供にこれを説明するとなると・・・
「氷が早く溶ける分、速く冷えるのね」といった説明あたりが無難ではないでしょうか。

Q氷水の温度

実験で0℃を正確に再現したいのですが、氷水の温度は具体的に何度ほどでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

どのような水を氷を用いるかによります。
不純物が混ざっていると温度は変化します。気圧が変わってもわずかながら変化します。(圧力が上がると平衡温度は下がります。)

通常、氷水を温度の基準に使用する場合は、魔法瓶を純水で作った氷を削り作ったかき氷で満たし、それに純水を混ぜふたをしてしばらく待ちます。

これでかなり精度のよい0℃を作り出すことができます。

Qある量の水を冷やすために必要な氷の量

私は、よく氷水を飲みますが、この前、コップの氷水の温度を計ると、
[ 氷を入れる前→25℃ 氷を入れた後→7℃ ]になりました。
コップの水くらいなら、冷蔵庫の小さい氷を何個か入れるだけで10℃以下まで冷えますが、
浴槽の水のように、水の量が比較的多い場合だと、
水温20℃以上の水を、氷を大量に入れることによって、水温10℃以下まで温度を下げるには、
いったい、どれくらいの氷が必要になるでしょうか。

これを知りたい理由は、私はミステリーの漫画を書いていまして、
漫画の中でトリックとして使用したいからです。
コンビニエンスストアで売っているブロックアイス(約2キログラム)を使用して冷やすとしたら、
ブロックアイスが何個くらい必要か知りたいのです。

先日、実験してみました。
浴槽に水を張って、ブロックアイス(約2キログラム)を8個入れましたが、
ほとんど水温は下がりませんでした。

以下は質問の要点です。

【一】

ある量の水を、氷水にするには、どれくらいの氷が必要になるでしょうか。
具体的に温度を言えば、
春・夏・秋の昼間の水温(20℃以上)を真冬の水温(10℃以下)にするっていうことです。
水の量をxとして、氷の量をyとしたら、xとyの関係は、だいたい、どうなりますか。
「 y=?x 」 みたいな比例の関係になりますか。
比例の関係になるとして、?は、どんな数字になりますか。
0.5くらい?

【二】

浴槽に張った水を、ブロックアイス(約2キログラム)を使用して冷やすとして、
次の3つの場合、氷の必要量は、どのくらいになりますか。
A 浴槽いっぱいに水を張った場合(200リットル)
B 浴槽の4分の3の量の水を張った場合(150リットル)
C 浴槽の半分の量の水を張った場合(100リットル)

【一】は水の量を指定せずに尋ねました。応用が効くようにしたいから。
【二】は水の量を指定して尋ねました。

よろしくお願いします。

私は、よく氷水を飲みますが、この前、コップの氷水の温度を計ると、
[ 氷を入れる前→25℃ 氷を入れた後→7℃ ]になりました。
コップの水くらいなら、冷蔵庫の小さい氷を何個か入れるだけで10℃以下まで冷えますが、
浴槽の水のように、水の量が比較的多い場合だと、
水温20℃以上の水を、氷を大量に入れることによって、水温10℃以下まで温度を下げるには、
いったい、どれくらいの氷が必要になるでしょうか。

これを知りたい理由は、私はミステリーの漫画を書いていまして、
漫画の中でトリックとして...続きを読む

Aベストアンサー

比熱をご存知ですか
それと融解熱

1gの水の温度を1℃上げる(下げる)熱量が1Calです

30℃の水150g と10℃の水100gを混ぜると 22℃の水 250gになります

氷が溶けるときには 1gあたり80Calの熱量が必要です(周囲から熱を奪う)

0℃の氷100g と80℃のお湯100gを混ぜ 氷が溶けると 200gの水になり 温度は0℃です

質問は 全て上記が理解できれば 計算できます

なお 数値は厳密ではありませんが、質問の範囲でしたら充分です
それよりも 空気や容器を冷やす/暖めることに使用される熱を無視していますが、現実にはこの影響を無視できません

Q氷の溶ける速さ

水と砂糖水を固まらせて
どっちが早く溶けるかを
しました。

結果は
水→1時間30分
砂糖水→1時間40分
でした。

なぜこうなるのかを
知りたいです。

ぜひ教えて下さい。

Aベストアンサー

 こういう実験では、温度は普通の摂氏の温度ではなくて、絶対温度というもので考えないといけないのです。絶対温度というのは、絶対温度0度が最低の温度で、何がどうでもそれ以上の低い温度はないという温度です。

 絶対温度での0度は、摂氏マイナス273度です。だから、摂氏で測った温度に273を足して、それで考えましょう。氷が摂氏0度だったとしたら、それは絶対温度273度です。

 例えて言うなら、コップに273ミリリットルの水があるとしますね。水の入っている高さに0という印を書きましょうか。それを摂氏で0度と言っているようなものです。
 コップの水を全部捨てるとしますね。これが冷やすということだとします。コップは空ですから、それ以上水を捨てることはできません。最初の0からマイナス273が空、それが絶対温度の0度です。

 真水の氷や砂糖水の氷を温めるのは、周りの空気ですね。空気が摂氏27度だとしたら、それは絶対温度で300度です。物を温める効率は、絶対温度で考えないと分かりません。
 その空気が氷を温める効率を考えましょう。効率が高ければ、溶けるのも早いはずです
。とりあえず、単純な割り算でいいでしょう。真水の氷は摂氏0度までしか温度が上がりません。氷が全部解けきるまで、ずっと摂氏0度、絶対温度では273度です。気温が27度なら、絶対温度は300度です。効率は、273÷300=0.91、つまり91%です。

 砂糖水の氷も、解けきるまで同じ温度なのですが、後で説明する実験をすると分かりますが、水に何かを解かすと、その氷の温度は0度より低い温度までしか上がりません。解けきるまで、その温度なことは真水の氷と同じです。
 もし、砂糖水の氷がマイナス10度までしか温度が上がらないとします(実は、本当の温度を知らないので仮にマイナス10度としただけです。知りたければ砂糖水の氷の温度を測ってみてください)。すると、絶対温度で263度です。
 263÷300は約0.88、つまり88%の効率です。真水の氷より効率が悪いですね。温める効率が悪いわけですから、解けるのにも時間が余計にかかるはずです。

 理屈ではそうなります。でも、実験がその理屈通りになったかどうかは、本当は分かりません。実験は、考えた理屈以外の理屈も働いているからです。真水の氷を置いた位置が風通りが良かったかもしれない。真水の氷を入れた容器を置いた台の位置の温度が高かったかもしれない。いろいろ、考えられます。

 だから、実験結果は絶対に考えた理屈通りに正しい、ということはありません。だから、実験する人はいろいろ条件を変えながら何度も実験を繰り返します。質問者様の今回の実験も、できれば氷を置く場所を変えたりして、何度もやってみましょう。

 追加実験です。水に何かを解かせば、本当に凍りにくくなるか、つまり解ける温度は低くなるのか、という実験です。
 砂糖ではなく塩を使うといいでしょう。砂糖だと、いくらでも水に溶けていき、ある程度以上砂糖を解かすと、どんどん粘り気が出てきて、実験には具合が悪いのです。ですから、そうならない塩を使いましょう。
 塩をたくさん水に入れて、これ以上どうやっても塩が溶けないところまで、濃い塩水を作りましょう。塩を追加して入れても、溶けずに塩粒が残るまで濃くするのです。鍋に水を入れて火にかけ、沸騰したお湯にどんどん塩を入れて行くと、やりやすいです。火を止めて、それを冷ましましょう。これで、これ以上はないくらい濃い塩水が出来上がりました。
 その濃い塩水をガラスのコップに入れ、同じ量の真水を別のコップに入れ、同時に冷凍庫に入れましょう。時々、冷凍庫をのぞいてみてください。真水は凍り始めても、塩水のほうは凍ってないか、氷かたが遅いはずです。もしかすると、真水がカチンカチンに凍っても、塩水のほうは全然凍らないかもしれません。
 このとき、塩水のほうは、溶けていたはずの塩が塩粒に戻っているかもしれません。それは気にしなくていいです(でも実験レポートには書いておきましょう)。

 これから分かることは、塩水は真水より凍りにくいことです。砂糖水も同じはずです、と実験レポートには書いておきましょう。

 さらに追加実験です。製氷皿はありますか? 四角くて小さい氷を作る道具です。あれば、しめたものです。無ければ、小さなお菓子がたくさん入った箱に、小分けにする薄いプラスティックがあったりしますが、そういうものでいいです。とにかく小さくて、台においても転がったりしない氷を作るのです。

 まず、そういう小さな氷が必要です。まあ、お金を出してコンビニで氷を買ってもいいですけど、できれば廃物利用で工夫したいところです。それも実験の工夫の一つですからね。

 次に木綿糸を用意します。木綿糸は真水で濡らしておきます。

 台の上に、小さな氷を置き、それに濡れた糸を垂らしてみます。糸が少し氷の上に乗るように。糸を持ち上げても、氷は持ち上がりません。

 もう一度、同じように糸を垂らして、糸が乗った氷のところを中心に、少し塩をかけてみます。糸を持ち上げると、うまくいけば氷も持ち上がります。糸が氷に張り付いてしまうのです。
 うまくいかなければ、氷の塩をかけたところをふき取り、何度かやってみてください。何度も繰り返せば、必ずうまくいきます。

 何が起こったのでしょうか。それは、先ほど実験した「塩水は凍りにくい。なぜなら凍る温度が真水より低いから」ということが関係しています。塩をかけた部分の氷は塩を取り込みます。塩水の氷となるわけです。
 塩水の氷は真水の氷より温度が低いのでしたね。だから、真水で濡らした糸の水を摂氏0度より冷やして、凍らせてしまうのです。それで糸の氷と小さな氷が氷でくっつくので、小さな氷が持ち上がるのです。

 これも、真水に何か溶かすと、凍る温度が低くなるということを示す実験です。

 こういう実験では、温度は普通の摂氏の温度ではなくて、絶対温度というもので考えないといけないのです。絶対温度というのは、絶対温度0度が最低の温度で、何がどうでもそれ以上の低い温度はないという温度です。

 絶対温度での0度は、摂氏マイナス273度です。だから、摂氏で測った温度に273を足して、それで考えましょう。氷が摂氏0度だったとしたら、それは絶対温度273度です。

 例えて言うなら、コップに273ミリリットルの水があるとしますね。水の入っている高さに0という印を書きましょうか。それを摂...続きを読む

Q氷と食塩の関係について。

氷に食塩をかけると速く溶けますが、その理由を教えてください。
私が考えたところでは、水の融点が変化することが理由だと思うのですが、うまく説明できないので、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No.2です。補足します。
塩をかけることによって凝固点降下が起こります。
すなわち、氷の温度(0℃)では食塩水は凍りませんので、食塩をかけた周囲では氷が溶けはじめることになります。つまり、実際には氷の表面ではわずかながら氷が溶けて水になったり、生じた水が再び凍ったりといった変化を起こしていますので、溶けた際に食塩と混ざりあい、凝固点(融点)が低下し、水になったまま氷に戻らなくなってしまうわけです。
さらに、ひとたび水が生じれば、上述の氷と水の間の変化も起こりやすくなり、加速度的に水が発生することになります。

一般に凝固点降下は、溶媒(ここでは水)中の溶質の濃度(厳密に言えば単位体積中の溶質の「粒子(分子やイオン)」数)に比例します。中学レベルで説明するならば、食塩は比較的水に良く溶ける上に、少量でも多くの「粒子」(イオン)を生じる性質があるので、多量の氷を溶かし、温度を下げることができると言うわけです。

水によく溶ける物質であれば、食塩の場合と同様に、上述のことが起こりますので、氷を溶かし、温度が下がる可能性があります。ただし、水に溶けた時に多くの熱を発生する物質は、温度を下げるのにはハンディがあるかもしれませんね。

参考URLに種々の例が示されています。

参考URL:http://www.mlsrc.saitama-u.ac.jp/kiki/table/freezing.htm

No.2です。補足します。
塩をかけることによって凝固点降下が起こります。
すなわち、氷の温度(0℃)では食塩水は凍りませんので、食塩をかけた周囲では氷が溶けはじめることになります。つまり、実際には氷の表面ではわずかながら氷が溶けて水になったり、生じた水が再び凍ったりといった変化を起こしていますので、溶けた際に食塩と混ざりあい、凝固点(融点)が低下し、水になったまま氷に戻らなくなってしまうわけです。
さらに、ひとたび水が生じれば、上述の氷と水の間の変化も起こりやすくなり、加速度...続きを読む

Qなぜ100度になっていない水も蒸発するのでしょうか?

中一の子供に
「水は100度で蒸発するって習ったけど、部屋や外に置いてある水が、沸騰してないのに、ちょっとずつ蒸発してるのはなんで?」
と聞かれました。
どなたか中学生にもわかるように、説明していただけるかたいらっしゃいませんでしょうか!(自分もそういわれると、気になってしょうがなくなりました・・笑)

Aベストアンサー

 「今日はじめじめしてますね」とか、「異常乾燥注意報発令中」とか聞いたことありませんか? どれも、湿度つまり空気中の水蒸気の量を問題にしている言い方です。もっと直接的には「今日の○○時の湿度は△△%程度です」などという表現をすることもあります。

 この湿度というのは何を基準にしているかというと、その時の温度で、空気中に存在することが可能な水蒸気量です。空気には含むことができる水蒸気の量に限界があるというわけです。

 さて、液体の水は、互いに結びついて完全に固くはならない(氷にはならない)けれど、完全に切り離されてばらばらにもならない(水蒸気にならない)状態にある水の「分子」の集まりです。この集まりの中には、ちょっと"元気な"分子もいて、中には空気中に飛び出してしまうものがあります。一方、空気中の水蒸気の中にはちょいと"元気"がなくなって、"おとなしくしている水"の仲間に加わるものもあります。

 このような性質を持つ水を、空気といっしょに密閉容器に半分くらい入れて温度が一定の状態に保ってみましょう。最初は水蒸気がなかった、つまり完全に乾燥した空気があるとします。初めのうちは、水の中の"元気者"がどんどん出て行って空気中に広がり、湿度が上がっていきます。空気には含むことができる水蒸気の量に限界があるので、そのうち容器の中の空気は水蒸気でいっぱいになってしまいます。湿度100%です。こうなってしまうと、後は、ちょいと"元気がなくなって"水に戻る分子と"元気よく"水から飛び出す分子の割合が等しくなって、見かけ上何も変化が起こらなくなります。

 密閉容器の場合は、上記のようになりますが、水が部屋や外にある場合は、空気は大量にありますしどんどん入れ替わりますから、周囲の空気の湿度が何かの理由で100%にならない限り、水からは分子が逃げ出す一方になります。そのために、からっとした季節には、雨上がりにあった水たまりがいつの間にか蒸発してなくなったり、洗濯物がよく乾いたりするわけですね。逆にじめじめした季節には乾きが悪くなります。

 ちなみに、水は1気圧のもとで100℃で沸騰します。このときも蒸発は起こっていますが、水の表面ではなくて内部でいきなり気体になる(この現象を「沸騰」と呼んでいます)分子の方が圧倒的に多くなるので、目立たなくなります。

("元気"のような擬人的な表現を使いましたが、本来は"運動エネルギー"のような物理用語を使わなければいけません。中学生にもわかるように、ということですので、敢えて"禁断の"表現法を使いました。)

 「今日はじめじめしてますね」とか、「異常乾燥注意報発令中」とか聞いたことありませんか? どれも、湿度つまり空気中の水蒸気の量を問題にしている言い方です。もっと直接的には「今日の○○時の湿度は△△%程度です」などという表現をすることもあります。

 この湿度というのは何を基準にしているかというと、その時の温度で、空気中に存在することが可能な水蒸気量です。空気には含むことができる水蒸気の量に限界があるというわけです。

 さて、液体の水は、互いに結びついて完全に固くはならない(...続きを読む

Q氷と塩 氷と砂糖

氷と塩を混ぜると温度が0度より下がるのですが、
氷と砂糖を混ぜても温度が0度より下がらないのはなぜですか?

氷と塩が混ざった時の温度が0度より下がる理由と
氷と砂糖が混ざった時の温度が0度より下がらない理由を

分かりやすく、詳しく、教えてください。

自由研究でこれに関連した内容をやろうと
思っているので中学生にも分かるよう、
お願いします。

Aベストアンサー

砂糖でも0度以下に下がると思いますが、下がりにくいです。

温度の下がり方には様々な要素が絡んできますが、まず、考えられるのは、含まれる粒子(イオンや分子)の数です。

食塩と砂糖の式量(分子量)は以下の通りです。
食塩NaCl=58.5
砂糖C12H22O11=362
食塩がNa+とCl-のイオンに分かれることを考慮すると、食塩29.25gに含まれる粒子の数と砂糖362gに含まれる粒子の数が同じ(6.0×10^23個)ということになります。
★つまり、質量(重さ)でいうと、食塩の10倍以上の砂糖を加えないとダメだということになります。

そのほか、食塩と砂糖の水に対する溶解度とか、食塩と砂糖の固体から粒子をバラバラにするためのエネルギーの違いとか、様々な原因があると思います。


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