氷に絵の具を塗ったら・・・。

Question

こんばんは。
理科の実験で、赤、青、黄、緑、白、黒、の絵の具をそれぞれ氷に塗ったものと、
何もしていない氷を１つ用意して、合計７つの氷を日向に置いたんです。
そしたら、一番最初に溶けたのが何もしていない氷でした。
それは分かるのですが、二番目に溶けたのが黄色の氷、三番目に黒色の氷が溶けました。
ちなみにそれからは、白、赤、青、緑の順番で氷が溶けました。

何故この順番で溶けるのでしょうか。
ご存知の方、回答よろしくお願いします。

cozycube1 · Accepted Answer

皆様も仰るように、できれば同じ実験は何回も行うほうが良いです。

私も、その実験1回だけで、確かなことが分かるとは思いません。

しかし、時間も手間も少なくしたほうが良いことも多いですね。

すると、1回の実験でも、そこからできるだけ推理してみることが必要になってきます。「そういう結果になったのは、こういう理由ではないだろうか？」と考えてみるわけです。

実験を振り返ってみましょう。

まず、氷に絵の具を塗ったかどうかで2つの場合分けができますね。絵の具を塗ったのであれば、その氷は表面が絵の具で覆われています。

つまり、凍った面がむき出しの氷と、何かで表面がおおわれた氷ということです。さらに、氷が融けると水ですから、表面を覆ったものが水を通すかどうかも大事かもしれませんね。

絵の具を塗った氷では、特に注目したいのが白と黒です。これは調べれば分かりますが、白は全ての光を反射する色で、黒は全ての光を吸収する色です。

白は全ての光を反射しますが、これは反射する向きがバラバラだからです。そうでない似たものは鏡ですね。アルミホイルも似ていると言えるでしょう。銀色はそれに近いかもしれません。

その他の色の絵の具はどうでしょうか。色には二つの働きがあります。

虹や、プリズムを通した（太陽の）光で分かるように、太陽の光はいろいろな色が含まれています。それが全部合わさって、色のない光に見えるんですね。

ですので色の働きの一つは、たとえば赤色というのは、太陽の光に含まれる赤い光だけを反射しています。つまり、色の種類ですね。

もう一つは色の濃さです。カラーでない白黒写真などを見たことがあるでしょうか。そういうものだと、違う色でも濃さが同じだと区別がつきません。つまり、赤とか緑とか青とかの色の種類の違いではなく、灰色の濃さと同じということです。

忘れてはならないのが「暖める」ことでよく知られている赤外線です。もちろん、太陽の光にも含まれています。日焼けを起こす紫外線もそうです。

しかし、これらは目に見えないので、実験は難しいでしょう。一応、頭に入れておく程度でいいでしょう。本やネットで調べていて、赤外線の話が出て来るかもしれません。

電子レンジでは暖めるのに、マイクロ波というものを使っていますが、それも目に見えない光ですよ。しかし、氷に絵の具を塗った実験とは、あまり関係はないでしょう。

ヒントとしては、今回はここまでにしてみます。もし、よく考えても、「こうかなと思うけど、よく分からない」「ここは、どうしてもさっぱり分からない」ということがあれば、それを補足欄に書いて頂ければ、私に分かる範囲で何かお手伝いできるかもしれません。頑張ってください。

CC_T · Answer

残念ながら順番についてはなぜ？という質問には答えられません。
・あなたが使った絵の具に含まれる顔料によって、熱の反射率や吸収率が異なるため
・実験の条件が同じであったか（太陽の光の当たり方、風の当たり方、氷の大きさ、絵の具の温度、etc）
・氷が同じ条件であるか不明（無色透明？白っぽい？初めの温度は一緒？溶けた水と触れていた？etc.）
・溶けた水と一緒に絵の具が流れて仕舞って途中で条件が変わっていないか？
などなど、実験に影響を与える要因が多すぎますので。

置く位置を替えて実験するなど、条件を平均化するために複数回の実験をする必要があるでしょう。

検証実験もしましょう。
氷が溶けるのは何故でしょうか？　普通は「温度が氷点よりも上がるから」、ですね。
色による温度の上がり方を比較するのに、氷を使う必要はありません。水で十分。

同じ絵具を同量溶かした水を透明な炭酸用ペットボトル（表面の凸凹が無いもの）に入れ、それぞれに温度計をセットして風が当たらない場所で同じ角度で光に当て、それぞれ20分間程度の温度の変化を1分毎に読み取ってグラフにしてみましょう。
温度上昇の早い色は、太陽光を効率良く熱に変えることができるってことですから、この実験によって絵の具の色素が太陽光を吸収して熱に変える割合を比較することができます。

これも絵の具の量を変えて複数回実験してみることが望ましいです。

この実験での温度の上昇率と、氷の溶け方の順番が違う場合、絵の具以外の要因が溶け方に関与した可能性が高いです。

時間があれば、蛍光灯の光、コタツやストーブの光、など光源を変えた実験で比較するのも面白いですが、もう夏休みも終わりですねー(^^;

slime331 · Answer

この実験は、何回か行い、その結果の平均値を求めないといけません。
また、氷の表面に色を塗るのではなく、絵の具で色をつけた水を冷やして氷にしたものを計測しないと、なかなか正しい結果がでないんです。

うちの子も同じ実験をしたことがあるのですが、半分泣きべそをかいていました。
面倒くさいけど、がんばって！！

skip-man · Answer

何回実験しても、その順番だったのでしょうか?
一回しかやっていないのなら，偶然。と言われても仕方がありません。
絵の具の厚みは正確でしたか?
絵の具を塗った氷の配置は、毎回換えてましたか?
条件が分らないと，憶測も出来ません。

azuki-7 · Answer

熱反射と浸透率の違いにゃ
難しいにゃ　泣

氷に絵の具を塗ったら・・・。

皆様も仰るように、できれば同じ実験は何回も行うほうが良いです。

残念ながら順番についてはなぜ？という質問には答えられません。

この実験は、何回か行い、その結果の平均値を求めないといけません。

何回実験しても、その順番だったのでしょうか?

熱反射と浸透率の違いにゃ

似たような質問が見つかりました

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

関連するカテゴリからQ&Aを探す

このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング

マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング

　皆様も仰るように、できれば同じ実験は何回も行うほうが良いです。