凝固点降下？

質問

いま私は量子水という物を研究しています。
そこで質問です。
量子水（原水は水道水）と水道水をそれぞれ密封容器に入れ冷凍庫で凍らせます。凍ったら、保冷庫（3℃）でゆっくり溶解させます。
この試験中、氷・水中の温度は10分刻みに測定しています。

試験後、温度変化のデータを引っ張りだすと、-0.1℃までは差は無いのですが、その後量子水の方が早く冷え、一番差があった時は
水道水-2.0℃
量子水-12.3℃
差：-10.3℃
この違いは何なのでしょうか？
何度やっても同じ結果がでます。
また、いつも量子水の方が早く溶解します。
解る方、お答え願います。宜しくお願い致します。

回答No.5

c80s3xxx

早く氷になったとか，どうやって判断してるんですか?
過冷却のせいだとすると早く氷になるというのと，最初に出された温度のデータとが矛盾してることになりますが．

いずれにしても，時間間隔をもっと狭くしてとったデータそのものを開示してもらわないと，あなたもこちらも予断から抜け出した判断ができないと思いますけどね．

回答No.4

nayamukun

単純に凝固点降下現象では。
水のモル凝固点降下は、1.86K・kg/molですので、10Kの低下する水は10/1.86＝5.4mol/kgの量子(？)を含んでいることになります。量子がどんなものか知りませんが、量子を非電解質で仮に分子量を60とすると、水1kgに量子３２４gを溶かしたことになります。
何をそんなにいっぱい溶かしたのでしょうか？

それと、物性測定するような実験に水道水を使うというのはあまり聞いたことがありません。

お礼

nayamukunさんありがとうございます。
其の後、温度・時間のグラフを作成し、凝固点を確認しましたが、凝固点は試験区対照区ともに0℃付近で同じでした。
試験区も処理前は水道水で、しかも何も溶かしてもいません。
不思議です。
グラフから判断して、量子水の方が1hr早く固体になって、1hr早く液体になった事が判明しました。

回答No.3

c80s3xxx

一度，温度の記録間隔をもっと狭くして取ってみるべきでしょう．

量子水というのがどういうものか知りませんし，オカルトの臭いがぷんぷんするので詳細が知りたいとも思いませんが，この現象を素直に考えれば，水道水に比べて量子水にはゴミ（ほこりのたぐい）が少なく，より過冷却状態が続いているというだけのことでしょう．
水の凝固点は0℃ですが，冷やしていくときには0℃では凍りません．ある程度0℃を下回らないと氷に変化しないのです．0℃以下になってもまだ凍っていないという過渡的な状態を過冷却状態といいます．
過冷却状態でどこまでも冷やせるわけではなく，どこかで水が氷に変化するわけですが，たとえば振動が加わっていると過冷却になりにくく，高めの温度で氷になります．同様に，水以外のゴミが浮遊していたりすると，これが結晶化の核となって過冷却状態から早く解放されます．
つぎに水から氷に変化するときには熱が放出されます．冷却しながら熱が出てくるので，温度が下がらなくなったり，あるいは冷やしているはずなのに温度が上がったりすることが一時的におこります．時間間隔を細かく測ってみると，このような様子がはっきりわかるかもしれません．大学初級レベルの実験なら5秒おきとか10秒おきとかに温度計を読みとりながら行う定番の実験があるくらいです．
したがって，たとえば蒸留水や，最近スーパーとかでもよくみかける逆浸透濾過水とかは過冷却状態を維持しやすく，凍り始める温度 (ここでいったん温度が下がりにくくなる，あるいは一時的に温度上昇がおこる) は低くなる，ということです．
量子水とやらを作るときになんかの膜で濾過をしているのでしょう．
水道水には目に見えない程度の浮遊物はけっこうたくさん入っていますので．
一度，ちゃんと作った蒸留水と量子水とやらで，同じ実験をして比較してみたらいいでしょうね．

お礼

c80s3xxxさんありがとうございます。
氷のことがよくわかりました。
調べていくと『量子水』のほうが『水道水』よりも早く凍り、早く溶けるということが温度・時間グラフからわかりました。
これも水の純度の問題でしょうか？
教えて下さい。
尚、量子水は膜で濾過して作ったものではありません。
純水での試験も後日実行してみようと思います。

回答No.2

indoken

「量子水」というのが何なのか全く分かりませんが、
同じような条件で冷却しているうちに、一方の水が凍り、他方の水が凍らないのであれば、凍らない方の水の温度の方が低くなるのは、ごく当然のことです。
水は凍る際に熱を出すからです。
冷凍庫の中の水は次第に熱を奪われますが、氷が出来ると、その分だけ熱が出てきますから、凍りかけている水は、しばらくの間ほぼ一定の温度（普通は零度付近）に保たれます。
この時もう一つの水が（何らかの理由で）凍らないのであれば、熱が奪われるだけで、出てくる熱はありませんから、より早く温度が下がり、凍る方の水との間に温度差が生じるのです。
反対に氷が解けるときには、熱を奪います。このために、たとえば室内に置いた氷水の温度は、次第に熱を受け取っていても、氷が残っている間はほぼ零度に保たれますね。

回答No.1

T0MT0M

素人のお馬鹿な疑問ですみません。
そう言うことを解明するための研究じゃないんですか？