洗濯物が氷点下で乾くのはなぜ

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質問者：musao_007
質問日時：2009/10/21 23:55
回答数：5件

物理の教科書によると水の物理的性質は、
　１）1気圧のもとでは100℃で沸騰し、乾き蒸気となる
　２）1気圧のもとでは0℃で凝固し、氷となる
とあります。
しかし現実には冬に屋外（気象条件は1気圧、-３℃とします）に干した
洗濯物（スルメ、干し魚も同じ）は時間がたてば乾きますが、これを
上に掲げた水の物理的性質と矛盾なく説明できません。
　－－　性質２）により1気圧、気温0℃以下で水は蒸発しないので
これはどのように説明できますか？

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回答 (5件)

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No.5

回答者： gohtraw
回答日時：2009/10/22 00:31

昇華の実例です

・冷凍庫の氷は徐々に痩せていきます。
・フリーズドライのコーヒーは凍らせた状態で減圧下において水分を蒸発させて作ります。
・高野豆腐や凍りコンニャクもいわばフリーズドライ食品です。

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この回答へのお礼

ご回答有難うございました。
氷も氷点下では常圧であっても昇華するということですね。
その後氷の昇華について調べましたところ、この現象を正確に
理解するにはどうやら高校程度の物理ではおさまらない熱力学の
専門知識（昇華曲線、水蒸気の分圧、はたまた物質の分子レベルの
物理的性質などなど）が要求されることが段々と分かってまいりました。
一見簡単な問題のようで実はハンパではなかったということですか。
収穫にはなりました。

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お礼日時：2009/10/22 11:53

No.4

回答者： sanori
回答日時：2009/10/22 00:21

こんばんは。

冷蔵庫の冷凍室にアイスクリームを長期間保存してから食べたら、ガチガチになったり、溶けたように変形していた、
というご経験はありませんか？
これは、「０℃以下ならば、水は必ず凍っている」という前提が間違いであることを示しています。
熱力学は、「ゆらぎ」の世界です。
全ての分子が一律な挙動をしているわけではなく、ある分子はある瞬間に激しく、あるいは、ある分子はある瞬間におとなしくしている、
ということが起こっています。

つまり一言で言えば、０℃以下でも、ときたま部分的に液体とか気体になるということです。
（特に、固体から気体になることを「昇華」と言います。ドライアイスが有名ですが、氷でも起こります。）

そうなったものは、風に吹かれれば飛んでいけます。

ご参考になりましたら幸いです。

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この回答へのお礼

ご回答有難うございました。
ご指摘のように「昇華」の観点からこの問題を調べてみると、確かに氷も氷点下では昇華することが分かりました。
私はいま冷凍技術の勉強をしているのですが、私が読んだ物理の教科書や冷凍技術の参考書では水が状態変化するときは、
　　氷--(融解)-->水--（気化）-->蒸気
　　または逆に
　　蒸気--(凝縮)-->水--(凝固)-->氷
となると説明しており、氷が昇華して蒸気になるなどの説明は一切ありませんでした。
ドライアイスや黄リンなどごく一部の固体しか昇華しないと思っていたのです。
説明中にある熱力学の「ゆらぎ」についてはいまいちよく分からないのですが、氷が昇華することが分かりましたので、
洗濯物が氷点下で乾く理由は完全に納得できました。

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お礼日時：2009/10/22 03:07

No.3

回答者： myakey
回答日時：2009/10/22 00:16

昇華ですね。

いわゆる蒸発ですよ。

水は空気にふれているだけでも徐々に気化します。

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No.2

回答者： qwsz12b
回答日時：2009/10/22 00:15

ちょっと違います

1気圧、気温0℃以下で水は蒸発しない
ではなく
1気圧、気温・水温0℃以下で水は蒸発しない

です。気温がたとえ、-3度でも、人間は凍りません。なぜなら人間は熱を持っているからです。水だって熱を持っています。
水道水（仮に10度）で洗濯して、脱水するときに少し温度が上がって、部屋の温度でも上がって、15度程度になるとします。外に出したとき、気温-3度なら大気の湿度は0％なので、水分はすぐに蒸発します。残った水分も、-3度程度の環境では、日光に当たるだけで、水（洗濯もの）の温度は0度以下にはなりません。それによほど寒い環境（-10度、-20度とか）でない限り、常に0度以下の気温になることはないでしょう。