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自由研究で物の凍り方・溶け方の研究をしています。
中1なので、初めての研究に戸惑っています。
いろいろな液体で凍り方と溶け方を試したのですが
水より麦茶の方が早く凍り、早く溶けたのです。
麦茶より濃い緑茶で試すと、とても早く凍りました。
これはなぜでしょうか?
お茶に含まれる成分によるものですか?
わかる方がいたら教えて下さい。
もしわかればどんな成分が凍りやすいかなどもお願いしますm(_ _)m

A 回答 (2件)

まず、水、麦茶、濃い緑茶が凍る温度を温度計を用いて測定してみてください。


一般に塩水などでは、凝固点降下が起こり0℃では凍らず、より低い温度にしなければ凍りません。
この事例を参考にすると、麦茶が早く凍ることは、逆ではないかと疑問を持たれたのですよね。
とても良いことだと思います。
今回の実験では、どのように温度を下げて凍らしたのですか?
冷凍庫など、十分熱容量が大きく、十分低温(例えば-20℃)のような所に同時に水や麦茶を入れて凍るところを観察したのですか?
この場合、凍る早さは凝固点だけでは決まりません。
どの液体も雰囲気温度(冷凍庫の温度;-20℃)よりも高い温度で凍ってしまうので、凝固点だけでなく、伝熱速度や結晶化速度、凝固熱(潜熱)の影響を受けます。
では、結論として、なぜ麦茶が早く凍るのか?
凝固点が高くなっていて、水よりも高い温度で凍り始めるのならば、溶けるときには、最後に溶け始めるはずですから、実験結果と合いません。
私の考えとしては、麦茶や緑茶などの不純物が混入したために、結晶が最初に生成するときに、それら不純物が核となって結晶加速度を早めているからだと思います。
雨が降るときも空気中の水蒸気がほこりなどを核として、凝縮して雨粒となりますが、それと同じ事が起こっているのだと思います。
よって、純粋な水を凍らせたときと比べ、緑茶など早く凍った氷の結晶は小さくなっているはずです。
結晶が小さいので、溶けるときは早く溶けるということではありませんか?
純水の場合、結晶の核となるものがないので、過冷却現象も起こっているかもしれません・・・
キーワードは、結晶核だと思います。
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