OKWAVEのAI「あい」が美容・健康の悩みに最適な回答をご提案!
-PR-
締切り
済み

純水について・・・。

  • 困ってます
  • 質問No.165906
  • 閲覧数112
  • ありがとう数17
  • 気になる数0
  • 回答数12
  • コメント数0

お礼率 21% (3/14)

純水を氷点下25℃で凍らせない方法はありますか?
ただし、純水のままで出来ませんか?
通報する
  • 回答数12
  • 気になる
    質問をブックマークします。
    マイページでまとめて確認できます。

回答 (全12件)

  • 回答No.4
レベル9

ベストアンサー率 46% (29/62)

 氷点下25℃まで形態を問わずに、固体(氷)以外の状態にしておきたいと言うことなら出来ます。しかし、液体の純水をと言うので有れば、結論から言って不可能です。  理由について、下のお二方の回答が当たっている点もあり、間違っている点もあるので補足します。  水は、温度が0.01℃、圧力が約0.06気圧の点で、氷と水と水蒸気の3つの状態が平衡して共存できます。この点を、三重点と言います。この三重点を ...続きを読む
 氷点下25℃まで形態を問わずに、固体(氷)以外の状態にしておきたいと言うことなら出来ます。しかし、液体の純水をと言うので有れば、結論から言って不可能です。

 理由について、下のお二方の回答が当たっている点もあり、間違っている点もあるので補足します。

 水は、温度が0.01℃、圧力が約0.06気圧の点で、氷と水と水蒸気の3つの状態が平衡して共存できます。この点を、三重点と言います。この三重点を越えた、低温低気圧環境では、水は液体状態で存在できません。
 よって、氷点下25℃で凍っていない状態とは、水蒸気の状態しかあり得ませんから、液体の純水から固体の氷にすることは不可能です。

 ちなみに、三重点以降も固体と気体の境界は存在しますから、taka113さんの言うような氷と水蒸気とが混在した状態になるだけと言うことでは有りません。三重点より低温低圧では、平衡点で氷が直接水蒸気になり(昇華)、また水蒸気が直接氷として凝結します。
 よって、十分に低圧な環境を作れば、氷点下25℃まで、固体(氷)以外の状態にして置くことが可能となります。

  • 回答No.5
レベル14

ベストアンサー率 57% (1014/1775)

いや、あの、ですね。ご質問は-25度までの過冷却が可能かどうか、ということかと思うんですが。 -10度ぐらいまでなら過冷却は容易です。静かに冷やしていくだけで、液体であるけれど衝撃を与えた途端に凝固するような不安定な状態のまま温度を下げることができます。 問題は、過冷却の限界温度が幾らか、という事で、こいつが分からんのですよ。
いや、あの、ですね。ご質問は-25度までの過冷却が可能かどうか、ということかと思うんですが。
-10度ぐらいまでなら過冷却は容易です。静かに冷やしていくだけで、液体であるけれど衝撃を与えた途端に凝固するような不安定な状態のまま温度を下げることができます。
問題は、過冷却の限界温度が幾らか、という事で、こいつが分からんのですよ。
  • 回答No.3
レベル14

ベストアンサー率 83% (1169/1405)

氷の融点に圧力依存性がない!? そんなことはありません。 参考URLに水の相図(簡単なもの)が出ていますが、固相と液相の境界が左に傾いていることに注目下さい。つまり温度が一定であっても、氷に圧力を加えていくといずれは水に変わることが分かります。 圧力に対し水/氷の融点が変化する割合は1気圧当たり0.0074℃です(理化学辞典による)。単純に比例で外挿しますと3400気圧の圧力をかければよいことにな ...続きを読む
氷の融点に圧力依存性がない!? そんなことはありません。
参考URLに水の相図(簡単なもの)が出ていますが、固相と液相の境界が左に傾いていることに注目下さい。つまり温度が一定であっても、氷に圧力を加えていくといずれは水に変わることが分かります。

圧力に対し水/氷の融点が変化する割合は1気圧当たり0.0074℃です(理化学辞典による)。単純に比例で外挿しますと3400気圧の圧力をかければよいことになります。ただしこれくらいの圧力になると実際に発生させるのは簡単ではないですよ。

なお、何かが溶け込んだ水の凝固点は純粋水より低くなります。taka113さんの回答は逆です。
  • 回答No.2
レベル13

ベストアンサー率 35% (455/1268)

dora1さんの回答はおかしいです。 氷の融点は圧力を上下させても同じですし、減圧すれば沸点が低くなり、氷と水蒸気とが混在した状態になるだけです。 純水は水道水よりも融点が低いはずですが、-25℃となるとちょっと無理のような気がします。
dora1さんの回答はおかしいです。

氷の融点は圧力を上下させても同じですし、減圧すれば沸点が低くなり、氷と水蒸気とが混在した状態になるだけです。

純水は水道水よりも融点が低いはずですが、-25℃となるとちょっと無理のような気がします。
  • 回答No.1
レベル12

ベストアンサー率 50% (263/518)

なぞなぞ的な解答でよければ…。 水が凍る温度は、そのときの圧力によって違いますから、ある程度以上の低圧にすると凍らないでしょう。但し、圧力が低すぎると、水蒸気になっているでしょうが。
なぞなぞ的な解答でよければ…。

水が凍る温度は、そのときの圧力によって違いますから、ある程度以上の低圧にすると凍らないでしょう。但し、圧力が低すぎると、水蒸気になっているでしょうが。
  • 回答No.6
レベル13

ベストアンサー率 64% (700/1089)

物理屋の siegmund です. stomachman さんの過冷却については, 平凡社の世界大百科の「冷却」の項に 「例えば,1atmの下で,水は約-12℃まで液体でいられる」 という記述があり,岩波の理化学辞典の「過冷却」の項には 「たとえば水は-12℃まで過冷却の状態に保つことができる」 とあります. その前の平衡状態で加圧の議論ですが, landres さんは水の相図(横 ...続きを読む
物理屋の siegmund です.

stomachman さんの過冷却については,
平凡社の世界大百科の「冷却」の項に
「例えば,1atmの下で,水は約-12℃まで液体でいられる」
という記述があり,岩波の理化学辞典の「過冷却」の項には
「たとえば水は-12℃まで過冷却の状態に保つことができる」
とあります.

その前の平衡状態で加圧の議論ですが,
landres さんは水の相図(横軸T,縦軸P)で,液体-固体境界線が
左上がりであるということを見落としておられるようです.
通常の物質は,液体-固体,固体-気体,気体-液体,どの境界線も
右上がりですから,三重点より低い温度で液体はありえません.
ところが,水は極めて特別な性質を持っていて,
液体-固体境界線が左上がりです(これは,氷が水に浮くことと表裏一体のことです).
したがって,Umada さんの言われるように,圧力下では0℃以下の液体の水が存在します.

高圧をかけると,水の固体(氷)はいろいろな結晶形が現れるようになり,
それらは液体の水より密度が大です.
すなわち,こういう結晶形の氷と液体の水との間の境界線は右上がりです.
つまり,液体-固体境界線は,三重点から左上がりでしばらく行き,
あるところ(~2000気圧,~-20℃)で右上がりに転じます.
したがって,-25℃の液体の水は圧力をかけても無理なようです.

で,結論は,1気圧下の過冷却では無理,
圧力をかけた平衡状態でも無理,
です.
圧力かけて,過冷却は? --- さあ,困った.
そろそろお手上げです.

なお,水の三重点は 0.01℃,0.006気圧です(landres さんのはミスタイプ?).
  • 回答No.7
レベル14

ベストアンサー率 15% (594/3954)

しろうとです。 アイススケートは圧力で解けているのですが、-25℃というのは、業務用冷凍庫程度の温度ですね。マイナス何十℃になる南極やシベリアでは、スケートもスキーもできないんですか?
しろうとです。
アイススケートは圧力で解けているのですが、-25℃というのは、業務用冷凍庫程度の温度ですね。マイナス何十℃になる南極やシベリアでは、スケートもスキーもできないんですか?
  • 回答No.11
レベル14

ベストアンサー率 57% (1014/1775)

なんと。ご質問が燃料電池の話だとはお釈迦様でも気が付きませんよね、きっと。でもまだご質問の意図が見えません。 既にお気づきかとは思いますが、どの回答者も真剣です。質問者にも、きちんと説明する責任が生じています。 燃料電池の反応を薄膜などを使って行う際に、媒質として使われる水のことを仰っている?起動前にバッテリーなどで余熱してやれば良いのでたいした問題にはならんでしょう。それとも、燃料電池の燃料 ...続きを読む
なんと。ご質問が燃料電池の話だとはお釈迦様でも気が付きませんよね、きっと。でもまだご質問の意図が見えません。

既にお気づきかとは思いますが、どの回答者も真剣です。質問者にも、きちんと説明する責任が生じています。

燃料電池の反応を薄膜などを使って行う際に、媒質として使われる水のことを仰っている?起動前にバッテリーなどで余熱してやれば良いのでたいした問題にはならんでしょう。それとも、燃料電池の燃料として水素を使うと、排出物として水および熱が発生しますが、その水の事を仰っている?凍る前に排出すれば良いでしょ? 
  • 回答No.10
レベル14

ベストアンサー率 15% (594/3954)

スケートについて。 摩擦、というのは大きいと思うのですが、じっと立っているだけでもブレードの下の氷は水になります。体重がブレードにかかる程度の圧力を保っていれば、凍らせずにいられるんじゃないか、という意味でした。
スケートについて。
摩擦、というのは大きいと思うのですが、じっと立っているだけでもブレードの下の氷は水になります。体重がブレードにかかる程度の圧力を保っていれば、凍らせずにいられるんじゃないか、という意味でした。
  • 回答No.9
レベル9

ベストアンサー率 46% (29/62)

 前回回答時には、Umadaさんの回答は読んでおりませんでした。また、stomachmanさんの指摘された過冷却状態の事は完全に失念していました。  実は私が参照していた三相図の液体-固体境界線が、物の見事に垂直だったため、siegmundさんが指摘された加圧方向の可能性を早々に見限っていました。Umadaさんと同じ三相図を見ていれば、たぶん同じように、加圧による方法を回答していたと思います。(そして、 ...続きを読む
 前回回答時には、Umadaさんの回答は読んでおりませんでした。また、stomachmanさんの指摘された過冷却状態の事は完全に失念していました。
 実は私が参照していた三相図の液体-固体境界線が、物の見事に垂直だったため、siegmundさんが指摘された加圧方向の可能性を早々に見限っていました。Umadaさんと同じ三相図を見ていれば、たぶん同じように、加圧による方法を回答していたと思います。(そして、2000気圧で反転すると、指摘を受けてるはず)ご推察どうり、三重点気圧は、タイプミスです。

 さて改めて、色々調べました。でも、調べている最中も別段質問者さんからは、補足説明とかないし、別に大した用件でもないのかなと思えてきました。よって調べた結果から求められている質問の回答だけ書いておこうと思います。

Q.凍らせない方法はありますか?
A.あります。

 以上です。

以下余談
siegmundさん。
 調べるとホント水は難しいですね。平凡社の世界大百科や岩波の理化学辞典が指している水っでは、-12℃が限界みたいですが、、「水の第二臨界点仮説」を研究している方達の指す水は、もっと低い温度まで過冷却可能のようです。限界点は、自発的な結晶化が起こる温度を求める「均一核生成理論」と言うのを使えば求められるようなんですが、素人の調査ではこの辺が限界みたいです。いずれにしてもその人達の世界では、-25℃程度は問題にもなってないようです。

nozomi500さん。
 ここの質問は、純水を-25℃で凍らせない方法の有無であって、溶かせないかどうかではありません。それに、スケートって圧力より摩擦熱の方が重要な気がしますし、そもそもスケートが何故滑るかの理屈も実は完全解明されていなかったのではと、記憶します。南極探検隊は、犬ぞり使ってますよね。ってのでは、駄目ですか?
お礼コメント
vivi1141

お礼率 21% (3/14)

皆様教えていただいて、大変有難うございます。

やはり、純水のままで凍らせないには、圧力をかけなければならないのですね。
こんな質問をしたのは、燃料電池について調べていた所、最近は車用のが実用する為のが作られているって書いてあったのですが、僕が住んでいるような寒冷地ではどうするのか、疑問に思ったので、こんな質問をしたわけです。
自分でも、調べてみようと思ったのですが、なかなか良い本が見当たらなかったので、尋ねてみたんです。
ご協力ありがとうございます。
投稿日時 - 2001-11-12 01:40:13
12件中 1~10件目を表示
このQ&Aで解決しましたか?
関連するQ&A
-PR-
-PR-
このQ&Aにこう思った!同じようなことあった!感想や体験を書こう
このQ&Aにはまだコメントがありません。
あなたの思ったこと、知っていることをここにコメントしてみましょう。

その他の関連するQ&A、テーマをキーワードで探す

キーワードでQ&A、テーマを検索する
-PR-
-PR-
-PR-

特集


いま みんなが気になるQ&A

関連するQ&A

-PR-

ピックアップ

-PR-
ページ先頭へ