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水の科学

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とても不思議な物質『水』
『水』は身近にもっともありふれている液体ですがこの水という物質は
他の物質には見られないとても不思議な特性をもっているのです。
今回はこの、とても身近でとても不思議な水の性質をご紹介します。

固体が液体よりも軽い

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通常、液体から固体になると体積が小さくなり、比重が重くなります。 しかし水は4℃の時が比重が最も重く、更には氷(固体)になるとおよそ1割も軽くなります。
この様な変化がある物質は水以外にはないのです。 水と氷の特殊な関係があるから氷は水に浮くことができるんです。
この特性がなかった場合、海の氷はどんどん底に溜まっていきいつかは海は全て氷に閉ざされて魚の住めない世界になっていた事でしょう。

常温で液体として存在できる

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水は0℃以下で固体になり、100℃になると気体へと変化する。
これは小学校でも習うような常識だが、一般的な原子の法則からすると矛盾しています。 詳しく説明するととても難しくなってしまいますので噛み砕いて説明すると、原子量で考えると水(H2O)と二酸化炭素(CO2)を比べた場合原子量だけを考えると二酸化炭素の方が重いのです。
しかし実際は重いはずの二酸化炭素は気体として空中にあり、軽いはずの水が液体として存在するのです。しかし
「水素結合」という現象のおかげで軽いはずの水が常温でも気体ではなく液体をして存在できるのです。

水玉の力

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表面張力という言葉を知っていますか?
これは水分子が引き合う力で分子間力と呼ばれています。
この表面張力は液体が持つ表面ができるだけ縮まろうとする力で体積での表面積が一番小さい形が球なので雨などの水滴やシャボン玉が球形になるのはこの表面張力によるものなのです。
そして水は表面張力が液体の中で2番目に強い物質でそれよりも表面張力が強い液体は水銀だけです。

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