マイノリティ雑貨店

社会に関すること、自動車、発達障害などを扱うブログです。社会ブログなのか、車ブログなのかよく分からなくなってきました。

氷は特殊な固体だぜ?

「お前は何を言っているんだ」と、某格闘技の人みたいなセリフを吐きたくなったかもしれない。
普通、物質は固体→液体→気体の順に体積が大きくなる。また、その逆に密度は下がっていく。
分子の集まりは固体側(ようするに低温の方)になるほどぎっちりと密集する。逆に温度が高くなると分子がよく動くようになるので分子間は広がる。密度が低くなったり高くなるメカニズムはこんな感じだ。
ちょっと図があるので見てほしい。



左の固体はえらく密度が狭い。だけど、一番右の気体はラジオでの関智一の下ネタ並みにフリーダムである。
目に見えるような感じにすると分かりやすくなったのではないだろうか。
そして、これを生活で使っているのだ。 For example, high-compressed liquid propane is low volume. Therefore, liquid propane can be stocked up with bombe in large quantities.
あ、「日本語でおk」って言われてしまった。
たとえば、高圧圧縮したプロパンは液体になって体積が小さくなる。それゆえに、液体プロパンはボンベにたくさん入る。
そう、よくガス屋とかででっかいボンベのやつとかあるけど、高圧にしてあるのはたくさんプロパンを入れるためだ。生活の知恵?
脱線しているので話を戻すと、水は凍るときに密度が低くなるのだ。
その証拠に、密度をそれぞれ示す。 氷(固体,0.92g/cm3) 水(液体,1g/cm3)
あえて、今度はロウの密度を。  ロウ(固体、0.95g/cm3) ロウ(液体、0.9g/cm3)
液体のロウの中に固体のロウを入れると沈む。
でも、氷水の中の氷は浮く。これが特異な点である。
じゃあ、なんで固体なのに密度が下がるのか?
メカニズムまで言うと、とても終わらない。なので結論を言うと「水素結合」が水分子同士で六角形に近い105度の角度で立体的に結合しあうためである。立体としての六角形の角度は109度なので、ほぼ規則正しく並ぶと分子構造としてはえらくスカスカになり、ボリュームがあがるのだ。店に置いてあるでかい水晶があると思うが、あれをイメージしていただければ分かりやすいのではないか。
そして、今頃「これどうみても基礎科学のレベルを超えている」ということに気づくのは「今でしょ!」と言って終わるのであった。
次はもう少し、簡単な話題を用意しよう。