記事一覧

氷が水に浮く不思議

※本記事は「科学豆知識アドベントカレンダー(http://www.adventar.org/calendars/232)」の一環として書いています。

こんばんは。ブログ初投稿の二世です。

突然ですが、水の中に氷を入れるとどうなるかわかりますか?

ファイル 21-1.jpg

そう、浮きますよね?

これ、当たり前のようで実はとても珍しいことなのです。
またこの性質が、地球の環境が現在のような状態であることに深く関わっているのです。

ということで、今日は「水の密度」のお話です。


1.密度とは

密度とは、「単位体積あたりの重さ」のことです。
例えば液体の水の密度は、1立方センチメートルあたり約0.99gとされています。
一方で固体の水(=いわゆる氷)の密度は、1立方センチメートルあたり約0.92gです。

あるものの中に別のものを入れた時は、
密度が小さいものが、密度が大きいものよりも上にいきます。

だから、氷は水に浮くのです。


2.水の密度の特殊性

水のように「固体の状態より液体の状態の方が密度が大きい」という性質を持つ物質は、
水の他には、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、ビスマスなどがあります。

しかしそれ以外の、自然界に存在する多くの物質は、液体より固体の状態の方が密度が大きくなります。
例えば、地球の中心(核)は鉄でできていますが、液体の鉄(外核)の中に固体の鉄(内核)が沈んでいるという構造になっています。

水のもつ性質は、自然界ではかなり特殊なものなのです。


3.なぜこの性質が重要か?

冬になると、湖は表面の冷たい空気によって冷やされ、やがて凍ります。
この時、もし氷の密度が水より大きかったとすると、できた氷は湖の底に沈んでいきます。

湖の底は、表層と違って温度が変化しにくいため、春になってもなかなか氷は溶けません。
そうこうするうちに次の冬がきてしまえば、
また次の氷ができて沈み、何年かのうちに湖は全て凍りついてしまいます。

氷が水に浮くという性質があるおかげで、
その氷がフタのようになって湖はそれ以上冷やされにくくなるだけでなく、
春には氷が溶け、湖は液体の水に満たされた状態を保つことができるのです。

ファイル 21-2.jpg

現在湖に住む生物たちが生きていられるのも、
さらにはそれを食べる動物たちが生きていられるのも、
全てはこの性質のおかげだと言うこともできますね。


4.まとめ

水は、固体(氷)よりも液体の水の方が密度が大きいため、氷を水に入れると浮くという性質を持っています。
もしこの性質がなければ、地球の環境は現在とは全く違ったものだったでしょう。


今回紹介した他にも、水には他の物質とは違った特別な性質がいくつもあります。
また、地球は「水の惑星」と呼ばれるだけあって、
その性質が地球環境の形成に大いに影響していることも少なくありません。

とても身近な物質であるだけに「当たり前」と思ってしまいがちな水の性質ですが、改めて調べてみるととても奥が深くて面白いですし、
知れば知るほど、目の前の景色がいつもと違って見えてきて楽しいですよ。

以上、二世でした。

コメント一覧

通りすがり 2013年12月08日(日)08時36分 編集・削除

とても勉強になりました。

未承認 2016年12月12日(月)00時26分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月15日(木)02時44分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月15日(木)14時40分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月16日(金)02時23分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月16日(金)10時51分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月17日(土)07時54分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月18日(日)03時12分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月18日(日)12時15分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月18日(日)20時02分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月19日(月)12時36分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月21日(水)23時36分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月22日(木)03時29分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月22日(木)10時07分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月23日(金)00時21分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月23日(金)12時04分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月23日(金)22時34分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2016年12月27日(火)19時08分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2017年01月17日(火)15時27分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2017年01月22日(日)18時05分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2017年01月23日(月)03時17分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2017年01月28日(土)16時17分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2017年02月19日(日)19時59分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2017年02月24日(金)02時36分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2017年03月07日(火)18時57分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2017年08月17日(木)06時55分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

未承認 2017年08月17日(木)07時45分 編集・削除

管理者に承認されるまで内容は表示されません。

コメント投稿

投稿フォーム
名前
Eメール
URL
コメント
削除キー