• ベストアンサー

塩水の振動について

小さい(1mm程)穴の開いた紙コップの中に指で穴を押さえながら色をつけた塩水をいれ、それを水の入った容器に入れると塩水が最初は穴から出ているんですが、一定時間経つと出たり入ったりのリズム運動を繰り返します。これはどうしてこんな事が起きているのでしょうか?また塩水の濃度が濃くなるとリズムの感覚が短くなるのはなぜですか?教えてください。

  • ryifa
  • お礼率87% (79/90)
  • 化学
  • 回答数1
  • ありがとう数1

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • 38endoh
  • ベストアンサー率53% (264/494)
回答No.1

面白い現象ですね。想像で答えさせていただきます。 イオンは多くの水分子の水和によって安定化しており,拡散するときも,多くの水分子と一緒に運動します。また電気的中性を保つため,カチオンとアニオンは完全に同じ速度で拡散します(仮にカチオンの拡散がアニオンより速ければ,クーロン力によってカチオンにはブレーキがかかりアニオンは加速されます)。 以上の効果により,小さな穴を高濃度の電解質溶液が拡散する場合,カチオン,アニオン,水がそれぞればらばらに運動できるのではなく,すべてが足並みそろって運動しなければならない状態になるのではないかと思います。流入と流出が同時に行えないため,慣性力によって振動現象が発生するのだと思います。 > 塩水の濃度が濃くなるとリズムの感覚が短くなるのはなぜですか? 濃度差が大きければ拡散速度も大きくなるので,周期が小さくなることは直感的に正しい感じがします。 第二水和圏の水分子(イオンに束縛されていない水分子)が塩化ナトリウムより多い硝酸アンモニウム,より少ない塩化カルシウムなどを用いて対照実験をしてみると面白そうですね。 もし参考になりましたら。

ryifa
質問者

お礼

ありがとうございます。参考になりました。硝酸アンモニウムですか・・・やってみたいですね。しかし、家庭でできるのは塩化ナトリウム(食塩水)くらいで・・・このように仮説を立ててやってみると対照実験も面白そうですね。

関連するQ&A

  • 先日、ウィキペディアで面白い内容の科学現象を見つけたのですが、名前を忘

    先日、ウィキペディアで面白い内容の科学現象を見つけたのですが、名前を忘れてしまいました。 確か【コップのようなものに水と海水(塩水)を入れて、その境目の部分にストローのようなものを設置すると、海水が上と下を行ったり来たりと往復運動をする】というものだったと思います。 この現象が起こりやすい塩水の濃度も決まっているらしく、それ以外の濃度では起こりにくいとのことでした。 どなたか、この現象の名前をご存じの方がいらっしゃいましたら、教えていただければと思います。

  • 食塩水の問題について

    下記の問題について、解説を読んでも分からないところがあり、困っております。 どなたかご説明いただけませんでしょうか。 ある容器に濃度25%の食塩水がAリットル入っている。 今、この容器からコップ1杯の食塩水を取り出してコップ2杯の水を入れる。 さらにここからコップ2杯の食塩水を取り出して、コップ2杯の水を入れたところ、容器の中の食塩水の濃度は9%になった。 このとき、コップ1杯の容量はいくつか。 解説には以下のようにあります。 コップ1杯の容量をxリットルとすると、コップ1杯の食塩水を取り出してコップ2杯の水を加えると、取り出したときの残り容量は(A-x)リットルで、水を加えた後の溶液の総量は(A+x)リットルである。 このときの濃度は 25/100 * A-x/A+x となる。  ⇒ まずここまでは理解できております。 さらに、コップ2杯の食塩水を取り出して、コップ2杯の水を加えたときの濃度は 25/100 * A-x/A+x * A-x/A+x となる。  ⇒ これが分かりません。    コップ2杯の食塩水を取り出して、コップ2杯の水を加えたのが、    どうして A-x/A+x となるのでしょうか。    これはコップ1杯の食塩水を取り出してコップ2杯の水を加えた    ときと同じではないでしょうか? これが9%だから、 25/100 * A-x/A+x * A-x/A+x = 9/100 となり、答え:4分の1リットルとなるそうです。

  • 水の入っている紙コップにどの部分に穴をあけると最も早く水がなくなるのか?

    <条件> ・同じ大きさの穴をあけるものとする。 ・紙コップは円柱とする。またコップはまっすぐにした状態とする。 ・水はコップいっぱい入れたとする。 ・水はかきまぜられたり、揺れることなく静止した状態とする。 以上の条件を満たした中でコップのどの部分に穴をあけると水が穴をあけてから最も早くなくなるのか?という質問です。

  • 混じり合う流体の界面張力

    例えば、ある容器の真ん中を何かで仕切って、片側には真水を、もう片側には塩水を入れたとします。そして真ん中の仕切りを取り外すと、やがて塩が拡散して全体の濃度が一様になります。 しかし、短い時間スケール、即ち仕切りを取り外した直後の状態を考えると、塩水と水の間に急な濃度勾配が存在し、まるで界面を形成しているかのように考えられます。この時、界面張力は働いていると考えていいのでしょうか?働いているとすればどの位の強さだと考えられるのでしょうか?

  • カットしたリンゴの色ができるだけ変わらない様にしたいのですが、

    カットしたリンゴの色ができるだけ変わらない様にしたいのですが、 現在は塩水とカットレモンを入れたりしています。 塩水の濃度などどれくらいでしょう? あと、水を張ったままと水を捨てるのとどちらが良いでしょう。 大体、カットして次の日に使用する事もあります。 リンゴが古いと茶色くなることが多いのでしょうか?

  • 濃度計算と振動反応

    2つほどわからないことがあるのでお願いします。 (1)今実験でBZ反応を行っているのですが、リズム反応と空間反応を別々に行う(2つの反応の試料濃度と使用している試料は少し変えています)とリズム反応は起こるのですが空間反応は失敗してしまいます。そこで、リズム反応を行っている溶液を少しとってシャーレに移したらその溶液でも空間反応って起こりますか? (2)1.5%フェロイン溶液を25mMに希釈したいのですが計算方法がわかりません。作る溶液の量は10mLです(それ以下でもいいです) ちなみに1.5%フェロイン溶液の内容は硫酸鉄(II)七水和物 0.70g+塩化1,10-フェナントロリニウム一水和物1.78g+水(→100ml)です。使うかわかりませんが表示しておきます。

  • 水が入っている容器について

    いつもお世話になっております。 よく美容室や薬局、セレクトショップ等で見かけるのですが、 高さ80cmぐらいの水が入っている容器(機器)は何ていうのでしょうか? 水が入っている部分は透明で中身が見えます。 容器(機器)には紙コップが付いていて水が飲めるようになっています。 WEBで検索しても該当されるものが検索できません。 教えてください!

  • ブラウン運動は永久機関

    コップの中に水を入れ花粉を浮かべると不規則な運動をするみたいですが、コップを熱の出入りがない密閉された容器に入れた場合でも動き続けるはずです。閉じた系でも花粉が動き続けるって永久機関じゃないですか? 花粉の動きは永久運動じゃありません。永久運動なら水との摩擦ですぐに止まってしまいますが、摩擦があっても動き続けるわけだから。

  • 水とストローを使った実験について

    水(液体)の入ったコップ等にストローを挿し、指で飲み口側の穴を塞いでから持ち上げるとストロー内の水(液体)がこぼれずにストロー内に留まり、指を離すと水はストロー内から流れ出ますよね? 何故、この様なことが起こるのか教えてください。 申し訳ありませんが、外国人の知人から教えて欲しいと頼まれたので、出来るだけ分かりやすく教えていただけたら嬉しいです。

  • サイフォン原理と毛細管現象

    A容器とB容器の二つの容器があるとします。 A容器の側面中心より上部に排水用の穴を開け、容器にたまった水がその穴から 出ていき容器Bに流れるようにします。 さらにその容器Bに流れてきた水を元の容器Aに戻すような装置を作りたいんですが やっぱりポンプ(電気の)が必要でしょうか? 容器Aは常に一定の水位にして(排水穴から常にあふれてる)さらに水は循環し、電気を使わずに作るなんて無理でしょうか? 自分なりに調べたらサイフォンの原理とか毛細管現象?というのがなんかそれっぽいかんじなんですがなんせ学力がなく分かりません。 よろしくお願いします。