教育

浜松RAIN房コラボシリーズ
試して遊ぼう!科学工作部 Vol.12

Vol.12 過冷却水を作ってみよう。

(2016年6月23日号掲載)

このコーナーでは、浜松のものづくりネットワーク浜松RAIN房とコラボして、楽しく科学が学べる工作を紹介。今回は一瞬のうちに凍る水「過冷却水」の作り方を紹介しよう。

0℃になっても液体のまま

皿の上に作った「過冷却水」を注ぐと、アラ不思議!次々に水が凍り始めるではないか。なぜこんなことが起こるのだろう。

ご存じの通り、水は0℃になると凍る。氷という物体は、それまでくっついたり離れたりしながら自由に動いていた水の分子が、きちんと整列して結晶になった状態だ。ところが「過冷却水」は温度が氷点下になっても凍ることなく、液体の状態を保ち続けている。

液体の分子が結晶化するには、動きのゆっくりになった分子を整列させるために刺激(きっかけ)が必要。だけどビンにタオルを巻き、ゆっくりと冷やすと、水は刺激を受けないため液体のまま変化しない。水をビンの外に出す時になって初めて、液体に刺激が与えられ、一瞬のうちに結晶化が始まるというわけだ。

保冷剤を置くことで、注いだ水はさらに固まりやすくなる。容器はペットボトルでもOK。容器の大きさと水の量によって、過冷却水のできる時間は変わってくるから、いろいろ試してみよう。水は不純物の少ない精製水で試すとうまくいきやすいぞ。

用意するもの

  • 栄養ドリンクのビン(またはペットボトルなど)
  • タオル
  • 保冷剤

作り方

  1. ビンに水を8割程度入れてフタをする。目いっぱい入れた状態で冷やすと、ビンが割れるので注意。
  2. ビンをタオルでくるみ、冷凍庫に入れる。失敗しても実験が続けられるよう、ビンは3本以上同時に凍らせておく。
  3. ビンに振動を与えないように気を付けながら、4時間ほどゆっくりと冷やす。※ペットボトル(250ml)なら7時間ほど
  4. 皿に保冷剤を置く。ビンをそっと取り出してその上からビンの水を垂らして、氷の山ができれば成功!
  5. 取材協力/浜松RAIN房
    浜松市中区城北3-5-1 静岡大学工学部内(総合研究棟6F)
    浜松を中心とした自治体・大学・企業・ボランティア団体などが加盟している、ものづくり・理科の学習体験の場を提供するネットワーク。地域のものづくり・理科活動の支援や人材育成事業を展開している。
    問い合わせはTEL.053-478-1759まで
    [URL]http://train1.eng.shizuoka.ac.jp