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水よりお湯の方が早く凍る「ムペンバ効果」の仕 組みが解明される!!水よりお湯の方が氷になりやす かった!! 投稿日: 2013年11月6日 作成者: キルロイ http://commonpost.info/wordpress/wp-content/uploads/2013/11/139.jpg
1963年、タンザニアの中学生であったエラスト・ B・ムペンバくんが発見した特定の状況下では高温 の水がより低温の水よりも短時間で凍る現象「ム ペンバ効果」。発見から50年間、その理由が解明 されず物理学者からは現象自体も懐疑的に見られ ていましたが、とうとうその原理が解明されまし た。
お湯が一瞬で氷になる実験 http://www.youtube.com/watch? v=YcK9GZWUWqc
古くはアリストテレス、フランシス・ベーコン、 ルネ・デカルトなどの賢人も気付いていたという この「ムペンバ効果」。普通の発想なら、温度が 高い水と低い水では、同考えても低温の水のほう が早く氷になる想像します。しかし実際には、高 温の水のほうが早く凍ります。
その理由を解明したのは、シンガポールの南洋理 工大学の研究者チーム。この不思議現象を引き起 こしているのは、多くの物質の中でも数少ない水 が持っている特殊な性質によるものでした。
水という物質は、他の物質と異なり液体状態(水)よ りも固体状態(氷)のほうが体積が大きくなります。 これは、水分子が水素結合によって結びついてい るためです。水が氷に変化する際に体積が増大す るのは、水分子の三角構造が水素結合で蜂の巣状 になり、そこに空洞が多く生まれるためです。
水の分子は、大きな酸素原子1つに小さな水素原子 2つが結合「共有結合」しています。また水分子同 士では、水素結合と呼ばれる別水分子の水素と酸 素が結びつく現象が起こっています。
共有結合は非常に強い力で結びついており、一方 の水素結合では、電荷を持たない中性の原子、分 子間などで主となって働く非常に弱い凝集力 「ファンデルワールス力」で結びついています。
また温度が高い水では、水素結合している別水分 子の水素と酸素の距離が広がり、同じ水分子の水 素と酸素の距離が狭まります。逆に水の温度が低 いと、水素結合している別水分子の水素と酸素の 距離が狭まり、同じ水分子の水素と酸素の距離が 広がります。
水の温度が低下すると、共有結合が弱まり水素結 合が強まります。このとき共有結合時に蓄えられ ていたエネルギーは放出されますが、その際の温 度低下による冷却力によって、冷水よりも温水の 方がより早く凍るといいます。
ただこの説明だけでは、現象の全てを説明するに は不十分とのこと。さらに新しい理論がなけれ ば、全容は分からないといいます。
水という物質は、日常的に最も利用している物質 のため疑問を持つことは少ないですが、4℃で体積 が最も小さくなるという性質を持つなど、普通の 物質とは大きく異なった性質を持ちます。矛盾し ているように思える現象「ムペンバ効果」は、水 という特殊な物質だからこそ引き起こされる現象 のようです。
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2483383/Mystery-hot-water-freezes-faster-cold-solved--strange-behaviour-atom-bonds.html
転載元スレッド：http://hayabusa3.2ch.net/test/read.cgi/news/1383752991/【大槻教授敗北】水よりお湯の方が早く凍る「ム ペンバ効果」の仕組みが解明される!!
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