前々回は、水のお話、第1弾

なぜ、氷は水に浮くのか?
~ 水、この「変な」物質(1)





前回は、水のお話、第2弾

なぜ、スケートは滑るのか?
~ 水、この「変な」物質(2)





いずれも、
当たり前のことですが、

実は、
「水」の珍しい性質のため

ということを書きました





まだ続けてみましょう



前回書きましたように

物質の温度を上げていくと

固体 → 液体 → 気体

のように変化していきます



ここで、

固体が液体になる温度を、融点

液体が気体になる温度を、沸点

といいます



そして、問題の「水」ですが


融点が0℃で、沸点が100℃



当たり前ですよね



しかし、


これが、また大変珍しい!




似た物質と比べてみましょう



水は、
酸素1つと水素2つからなります


酸素には結合の手が2つあって、

水素には結合の手が1つ


だから、
酸素は2つの水素とくっつきます

水(H2O)は、
酸化水素とも言います



酸素に似た物質、

つまり、結合の手が2つあるものは、

周期表で、
酸素の下を見ていけばいいですね




ついでに、
ときどき、「周期律表」
と言われますが、

正しくは、「周期表」です

「周期律」も正しいです


さて、
酸素の下は、上から順に

硫黄(元素記号:S)
セレン(元素記号:Se)
テルル(元素記号:Te)


それぞれ、水素2つと結合します

硫化水素(H2S)
セレン化水素(H2Se)
テルル化水素(H2Te)




融点を見ていきましょう

水 0℃
硫化水素 ー85.5℃
セレン化水素 ー65.73℃
テルル化水素 ー49℃


硫化水素より下は、
分子量が大きくなるほど
融点が高くなる、

つまり、
より高い温度でないと
液体にならないのに、

「水」は分子量が一番小さくても
融点は異常に高く、0℃



沸点はどうでしょうか?

水 100℃
硫化水素 ー60.7℃
セレン化水素 ー41.25℃
テルル化水素 ー2℃


これも、分子量が大きくなるほど
沸点が高くなるのに、

分子量が一番小さい「水」の
沸点は異常に高く、100℃



ですから、

融点が0℃で、沸点が100℃

これが、いかに珍しいかを
お分かりいただけたでしょうか




液体である温度幅も
「水」は異常に広いですね






ところで、
何気なく入っているお風呂


$プラスサイエンス-温泉
Wikiより


「水」を温めた「お湯」に
浸かるわけですが


これが、
「変な」物質、「水」ならでは
の性質のお陰なのです



温めにくさや、冷めにくさは
比熱という物理量で評価します


比熱とは、

1グラムの物質の温度を1℃上げる熱量

単位は、J/kg/K(または、cal/g/deg)


比熱が大きいほど、温めにくい

言い換えると、冷めにくい



いろいろな物質の比熱を見てみましょう
(kJ/kg/K)

水 4.2
エタノール 2.4
アセトン 2.1
空気 1.0
アルミニウム 0.9
ガラス 0.7
鉄 0.46
銅 0.39


どうです?


水は他の物質に比べて、
比熱が異常に大きいのが
お分かりでしょうか


お風呂のお湯が冷めにくいのは
水の比熱が高いからなのです


だから、お風呂に使える


とっても「変な」物質に
私たちは浸かっているのですね




ちなみに、
もう少し比熱の高い物質として

アンモニアがあります


比熱 4.44



アンモニア風呂は、

もっと冷めにくいですが
匂いがキツくて入れません、

きっと(笑)




(続く)







お読みいただきまして、ありがとうございました。
コメントもお待ちしています。お気軽にどうぞ~!


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