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高校の理科の範囲までは、理解できますので教えて頂けないでしょうか。また、その氷水の水が真水ではなく、食塩水(大匙一杯の塩が溶けている)の場合ではどうなりますか?

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A 回答 (3件)

「アルキメデスの原理」をご存じでしょうか。

いわく、
「ある液体の中の物体に働く浮力は、その物体が押しのけている液体の重さに等しい。」です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%AB% …

いま、コップにいっぱいの水があり、その中に100gの氷が浮いているとします。氷の大部分は水中ですが、水の上にも氷の頭が出ていますね。
この状態で氷は「浮いている」ので、氷に働いている浮力は100gです。すると、上の原理により、氷が押しのけている液体(この場合は水)の重さが100gだということです。
100gの氷が溶けると100gの水になります(重さは変わらない)ので、氷が溶けると、その量は氷が浮いてるときに押しのけていた水の量と同じです。
したがって、水面はまったく上がることはありません。
氷が浮いている液体が食塩水の場合は、この液体の重さは氷(水)よりも少しですが重いので、押しのけている液体の「かさ」はちょっとだけ少なくなります。すると氷が溶けて水になる「かさ」の方がちょっとですが多いので水面は上昇すると言うことになります。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。わかりやすく参考になりました。

お礼日時:2011/06/08 06:32

こんにちは。



まず、現実ではありえない極端な状況を考えるとわかりやすいです。
仮にですが、食塩水の比重が氷の比重よりも桁違いに滅茶苦茶大きいとします。
すると、氷は液にほとんど沈むことなく、一方的に液面より上に浮かびます。
この場合、氷が融けて水になると、その水は外へこぼれる、ということはわかりますよね?
つまり、食塩水に氷を浮かべた場合は、融けるとあふれます。

次に、水の場合です。
水の比重は、氷の比重の1.1倍です。
ここで、中が水で満たされた座布団と、その座布団と同じ寸法の氷の板があるとしましょう。
座布団10枚の重さが、氷の板11枚の重さと同じです。

まず、コップを水で満タンにして、その次に座布団10枚分の水を汲んで、かさを減らします。
そこへ座布団10枚を入れると、水位は元通りとなります。
当然ですよね。水を水と入れ替えただけですから。

次に、座布団10枚を取り去って、代わりに氷の板11枚を入れます。
すると、水位は元通りになります。
なぜならば、座布団10枚の重さと氷の板11枚は同じ重さだからです。
氷の板を入れることにより、水に圧力がかかりますが、圧力の横方向の成分はコップが抑えてくれますから、上下方向の圧力だけ考えればよいです。
水位が元通りになるのは当たり前なので、そのつじつま合わせのために、氷の板のうち10枚が水面より下に沈み、残る1枚だけが水面より上に顔を出します。

今度は、融けるときを考えます。
氷の板11枚が全部融けるということと、氷の板11枚が座布団10枚に変身するということは同じです。
言い換えると、変身する前後で比重が1.1倍になるので、融けた後の水の体積は、融ける前の氷の体積の1.1分の1になります。
ですから、あふれないんです。

つまり、
・氷が浮かんで顔を出している ⇒ 融けても水位が変わらない理由は、かくかくじかじか・・・
というのは逆で、むしろ、
・融けても水位が変わらないのは当然 ⇒ そのつじつま合わせのために融ける前の氷は水面より上に顔を出す
ということです。

食塩水の場合は、氷が融けてできた水の比重と食塩水の比重が1.1倍の関係にならないので、あふれます。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。そういう考え方もあるのですね。

お礼日時:2011/06/08 06:35

同じ水の量でも、液体としての水と氷としての水は体積は氷のほうが大きいはずでしょ?


だったら、溶けて体積が減るから溢れないでしょう。
それに、表面張力もありますしね。

素人のおっさんでした。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時:2011/06/08 06:00

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タイトルのまんまです
浮力とかの関係なんでしょうか?
詳しく教えてください!

Aベストアンサー

 まさに浮力の関係です。
 有名なアルキメデスの法則は、「物体に働く浮力の大きさは、その物体が液体の中につかっている体積の液体の重さと同じである」というものです。

 水に浮いている氷の場合、氷全体の重さが浮力とつりあっています。つまり、氷の重さは「氷が水につかっている部分の体積に相当する水の重さ」と同じです。
 氷が溶けて水になっても重さは変わりませんので、水の体積は、その水が氷の時に水につかっていた部分の体積と同じになり、氷が溶けても水位は変わらない、ということになります。
 

Q全世界の氷が溶けても水位はあがらない??

正月の討論番組の1コーナーで環境問題の嘘を語るみたいなモノをやっていました。その中で宮崎哲弥さんか誰かが、この世の氷が全て溶けても水位はあがらない。ツバル共和国が水没しそうなのは、米軍が昔飛行場を建てて地盤沈下がすすんでいるだけであって、水位があがっているわけではないみたいな事を言っていた記憶があります。

その中で例を出してコップに一杯に入った水の中に凍りの塊をいれたとして、それがこぼれなかったとします。氷が全て溶けても水はあふれないというような事を言っていましたが本当でしょうか?だから世界中の氷が溶けても水はあふれない、だから水位は一定みたいなことのような事を言っていた気がします(この辺あやふやです)

仮にコップの話ですと、コップの中に沈んでいる氷の体積分が溶けてもコップから水はあふれ出ないと思いますが、コップから突き出ている氷の部分が溶けたらコップから水があふれ出てくるような気がします。つまり水位はあがるような気がするんですがどうでしょう?

Aベストアンサー

その番組は見ていませんが、
>この世の氷が全て溶けても水位はあがらない。

コップの水に浮かぶ氷の例は北極海の氷の例だと思いますが、地球上の氷は例えば、ヒマラヤの氷河、グリーンランドの氷河、シベリアの永久凍土、南極大陸の上の氷と広い土地の上や地下にも存在します。
そのコップの例は、地上や地下や永久凍土のことを忘れているのではないでしょうか?

北極海の氷が融けだすと、白い氷は太陽光を反射してその下の海水温や地上の温度は上がりませんが、氷が融けると、太陽熱は海水の温度を上げます。
また、北極海が凍ることで、地球上の海の潮は何万年もかけて世界を回流するのですが、北極海の氷が融けると回流の形が変わってきて、ヨーロッパは寒くなります。今年夏、北極海の氷は過去最低の大きさで、今年のヨーロッパはたいへん寒いです。

また、シベリアでは永久凍土が溶け出して、永久凍土によって閉じ込められている天然ガスが地上に吹き出ているそうです。その天然ガスは地球温暖化にさらに拍車をかけます。

去年のバングラディッシュの洪水もヒマラヤの氷河が溶け出している影響とも聞きます。


ツバルの島はすでに海水につかって、塩害で作物も出来ない、家の床上まで浸水しているTV番組を去年見ました。
ツバルの島民たちは本当に気の毒です。
島民たちは他の国に移民したくとも、年齢制限や就職問題があったり、家族離散とか、故郷がなくなるだけの問題では無いのですから。

正月からそんな能天気な番組やっている日本の放送局とか他の国から馬鹿にされませんでしょうか。

スイスの山では突然家が大きな穴に陥没してしまうとか山崩れとか永久凍土が溶けることの被害が出ています。
そのうち、ヒマラヤの氷河が溶けて多くの湖が出来ていて、永久凍土が溶けると、その湖の水が決壊して麓に大きな被害をもたらすといわれています。

もし、この質問がコップの中の氷の話でしたら、
コップに氷を入れ、水をコップぎりぎりまで注いで行きます。
氷が完全に融けても、水はこぼれません。勿論。表面張力で水は多少コップの淵より盛り上がりますが。

>正月の討論番組の1コーナーで環境問題の嘘を語るみたいなモノをやっていました。

もしかして、その番組ってお笑い番組ですか?

その番組は見ていませんが、
>この世の氷が全て溶けても水位はあがらない。

コップの水に浮かぶ氷の例は北極海の氷の例だと思いますが、地球上の氷は例えば、ヒマラヤの氷河、グリーンランドの氷河、シベリアの永久凍土、南極大陸の上の氷と広い土地の上や地下にも存在します。
そのコップの例は、地上や地下や永久凍土のことを忘れているのではないでしょうか?

北極海の氷が融けだすと、白い氷は太陽光を反射してその下の海水温や地上の温度は上がりませんが、氷が融けると、太陽熱は海水の温度を上げ...続きを読む

Q氷の入ったコップの中に水をいっぱい入れて氷が溶けると

平成教育委員会か何かでやっていたのですが、ド忘れをしてしまいました。

コップの中に氷を入れて、いっぱいまで水を入れて、氷が溶けるとコップの水はどうなるのでしょうか?
水をコップにいっぱいにいれても、氷は微妙にですが、水から頭がでてますよね?
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自分の記憶でしたら、水が溶けても水の体積が増えないというものだったのですが・・・
また、そうでしたら、なぜ南極の氷が溶けたら、地球全体の海水上面が上昇するのでしょうか?

Aベストアンサー

> 水をコップにいっぱいにいれても、氷は微妙にですが、水から頭がでてますよね?
> その部分だけ、水の体積が増えるのでしょうか?

増えません。

氷が浮いている、ということは、浮いている氷の水面下の体積にあたる水の重さと、氷全体の重さが等しい、ということです。

氷が溶けると、(溶ける前と)同じ重さの水になりますから、ちょうど、氷が押しのけた
分と同じ体積になる(つまり、水は凍ると体積が増える)ということです。

> また、そうでしたら、なぜ南極の氷が溶けたら、地球全体の海水上面が上昇するのでしょうか?

南極の氷は水に浮いているのではなく、南極大陸という地面の上にある氷ですから、溶けた場合には
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Qなぜ、北極の氷が解けると水面が上昇する?

朝の情報番組で放送していましたが、北極の氷が解けて水面が上昇しているとのこと。
南極は大陸ですから理解はできるのですが、北極は海に浮いている大きな氷ですから水面の高さは変わらないのではないですか?
小学校の理科ですが、水面の浮いている氷が解けても体積が変化するため水はこぼれないはず。もし、氷の上に雪が降ってもその分海面に氷は沈みますから同様のはずですよね。
どうしても理解できません誰か教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 よくある勘違いですが、温暖化の影響で「北極の氷が解けても海面は上昇しない」「南極の氷が解けて海面が上昇する」は間違いです。
 極点近くはマイナス何十度という世界ですから、多少温暖化したくらいでは氷は解けません。解けるのは北極圏や南極圏の周縁部の氷です。北極圏は周縁部にロシアやカナダ、グリーンランドなど多くの陸地がありますので、そこ(陸上)の氷が溶け出すことで海面を押し上げる効果があります。
 逆に南極では周縁部に陸地が少ないため、解けるのは主に海上の氷です。そして氷が解けて周囲の湿度が上がれば極点近くでの降雪が増えます。従って南極では海の上の氷が雪になって南極大陸の上に降り積もりますので、むしろ温暖化により海水面を押し下げる効果があるのです。
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 もちろん赤道近くの海水は膨張しますので、トータルでは膨張することになりますが……。
 北極でも南極でも、極地の氷が解けて海面が上昇するというのは、一般大衆向けのわかりやすいロジックであって、必ずしも現実に即した説明ではありません(専門家の間でまじめな顔をしてこんなことをいったら一笑に付されてしまいます)。
 もともと大衆向けのロジックに過ぎませんので、無知なキャスターが北極と言おうが北極圏と言おうが、南極でも南極圏でもどうでもいい話なのです。

 よくある勘違いですが、温暖化の影響で「北極の氷が解けても海面は上昇しない」「南極の氷が解けて海面が上昇する」は間違いです。
 極点近くはマイナス何十度という世界ですから、多少温暖化したくらいでは氷は解けません。解けるのは北極圏や南極圏の周縁部の氷です。北極圏は周縁部にロシアやカナダ、グリーンランドなど多くの陸地がありますので、そこ(陸上)の氷が溶け出すことで海面を押し上げる効果があります。
 逆に南極では周縁部に陸地が少ないため、解けるのは主に海上の氷です。そして氷が解...続きを読む

Qなぜ、水は個体(氷)になると体積が増えるのですか?子供に聞かれて答える

なぜ、水は個体(氷)になると体積が増えるのですか?子供に聞かれて答える事ができません。誰か教えてください!

Aベストアンサー

ごくおおざっぱに言えば、液体というのはおもちゃ箱に積み木をばらばらと放り込んだ状態です。
一方、固体というのは積み木をきちんと並べてしまった状態です。
たいていの積み木は、きちんと並べた方が小さな箱に収まります。
ただし、たとえば、枝が生えたような形の積み木(積み木か?)だとして、ばらばらなときにはどういう状態でもいいけど、並べるときには、ちゃんと、枝と枝をっくっつけて並べないといけないという決まりがあれば、そういう積み木に限っては、きちんと並べると、お互いに枝が突っ張る分、大きな箱が必要になります。
実は、水の分子というのはこういう珍しい特徴を持っています。

もう少し付け加えると、水の分子構造の関係で、液体の状態だと、単にばらばらというよりも、お互いにくっつこうとします。こういうわけで、液体の状態でも、ちょっと体積が減る傾向があります。

そんなわけで、水は凍ると体積が増えるわけです。

Q「すいません」と「すみません」どちらが正しい?

 タイトルにあるとおり、素朴な疑問になりますが、「すいません」と「すみません」ではどちらが日本語として正しいのでしょうか。分かる方ぜひ教えてください。

Aベストアンサー

もともとは「すみません」ですが、「すいません」と発音しやすく変えたものもたくさん使います。
話す時はどちらでもいいですよ。

ただ、私個人の語感で言うと、公式的な場では「すみません」の方がいいような気もします。「すいません」はちょっとくだけた感じかな。でも、これはあくまで私個人の語感。人によって、あるいは地方によっても感じ方は違うだろうと思います。

書くときはもちろん「すみません」にしましょう。

発音しやすく変化した発音の他の例としては
手術(しゅじゅつ→しじつ)
洗濯機(せんたくき→せんたっき)
などがあります。これも、話す時にはどちらでもいいです。「しじつ」「せんたっき」と書いてはいけませんが。

Qリベラルとは?

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・右派、保守
という分類ができると思うのですが、
リベラルや自由主義は、どう考えたらいいのでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 政治思想は、下記のXY軸に表す事が出来ます。(リベラルを日本語に訳したのが「革新」あるいは左派です。)

 Y軸 Libertarian(自由・市場主義 = 小さな政府) - Statist(統制主義 = 大きな政府)
 X軸 Liberal(革新) - Conservative(保守)
 真中 Centrist(中間主義)

 各派の解説は下のURLの解説部分を参照してください。
   http://meinesache.seesaa.net/category/719933-1.html

 自由主義と言うとリバタリアンの範疇になりますが、アメリカの政治に例えると、レーガン大統領より前の共和党政策が旧保守主義(右派リバタリアン)で、それ以後を新保守主義(ネオコン)といい保守と名乗っていますが、実態は左派リバタリアン(左派が保守に転換し、現状を保守する為に革新的手法(戦争など過激な改革を許容する)を執ると言う主義)です。

 自由主義の反対となる統制主義も左派だと共産主義や社会主義、比べると右派に成るイギリスの「ゆりかごから墓場まで(高福祉政策)」などが有ります。

 簡単に言うと、積極的に変えようとするのが左派で、変わらないように規制するのが右派です。そして変える方向(変えない方向)が自由か統制かで分類できます。

 日本には明確に保守を謳う政党が無いので、イメージがわき難いのかも知れませんが…。
 (自民・民主党は中道で、共産党は左派統制主義ですから…。)

 政治思想は、下記のXY軸に表す事が出来ます。(リベラルを日本語に訳したのが「革新」あるいは左派です。)

 Y軸 Libertarian(自由・市場主義 = 小さな政府) - Statist(統制主義 = 大きな政府)
 X軸 Liberal(革新) - Conservative(保守)
 真中 Centrist(中間主義)

 各派の解説は下のURLの解説部分を参照してください。
   http://meinesache.seesaa.net/category/719933-1.html

 自由主義と言うとリバタリアンの範疇になりますが、アメリカの政治に例えると、レーガン大統領より前の共...続きを読む

Q大さじ一杯 小さじ一杯って・・・

それぞれ何グラムぐらいなんですか?困っています教えてください。私はさじを持っていないので測れないのです

Aベストアンサー

重さは量るものによって違いますが、
大さじ一杯=15cc
こさじ一杯=5cc
です。

Q水が凍ると体積が増します、なぜ?

通常、金属などの場合、液体が固体になると、分子の活動が停止してくるとのことで、体積は減ると思うのですが、水はなぜでしょうか?
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Aベストアンサー

 こんにちは。

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 したがって水も温度がさがると、だんだん分子間がちかくなりますが、5℃くらいから隙間を空けて固まり始めます。そして4℃のときに、分子間が近くなるのと、隙間をあけて構造化が始まるのとがちょうど相殺されて、一番体積が小さくなります。それ以後は、隙間を空けた構造の効果が大きくなり、全部が氷になったころには体積が4℃よりはおおきくなるわけです。

Q北極の氷が溶けても水位は上がらないって本当ですか。

南極の氷が温暖化によって溶けると海の水位が上がるのはよく知られた事ですが、北極の氷が溶けても水位に影響は無いと聞きました。何故ですか?同じ氷なのに…。

Aベストアンサー

北極の氷は「海面が凍結」したものだからです。
コップに中に氷を入れてから口ギリギリまで水で満たして試してみれば分かりますが、氷が融けてもコップから水はあふれません。
なぜなら「浮かんでいる時点で融けたときと同じだけの水を押しのけている」からです。


なお、南極の氷は「陸の上にある」ので融けるとその分が海に流れ込むのでその分海面が上昇します。


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