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保冷剤の主なる利点は?
noname#89789の回答
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こんばんは、そもそも、「融解熱」とは何でしょうか？（笑） 融解熱とは、1ｇの固体を完全に液体に変えるために必要な熱量です。 氷は約８０cal/gで、氷ほど融解熱の高い物質は少ないとされています・・・ 融解熱が大きい＝固体が溶けにくい、固体状態における分子間力が大きい、 つまり融点が高いということですね。 さて、我々の身近には、おっしゃるとおり、実に多くの「ポリマー」があります。 一番眼にすることが多いのは、保冷財としてのエチレングリコール(ethylene glycol)略称ＥＧですが、 これは、ポリエステル繊維、PET樹脂、不凍液、不飽和ポリエステル樹脂等の原料で、 エチレンオキサイドを水和して製造される液体です。 それから、 アクリルアマイド（acrylamide) 紙力増強剤、土壌硬化剤、沈降促進剤等に使用されます。 アクリロニトリルを原料として製造される固体ですね。 このポリマーですが、糸の様に長い状態の分子ですので、互いに絡まりあいます。 しかし、からまった状態でもほどけていくことがあるので、この分子と分子の間をつなぐ意味で エチレングリコールやエタノールという物質を加えています。（この辺はご存知でしょうけども）（笑） これにより、水をたくさん含む物質ができあがることになります。 また水分子は、このポリマーと結合しているので、流れ出たりするという流体の性質は表れないことになります。 （少しぐらい袋がやぶれても流れ出たりしない。） また、熱のことですが、通常の水の比熱は１cal/gです。 簡単に説明する為に、この状態である水も通常の水と同じで比熱であると考えて行きます。 １００ｇの水の温度を１℃上げるのに必要な熱量は、１００ calです。 しかし、１００ｇの氷を溶かすのに必要な熱量、つまり水の融解熱（固体を溶かして液体にするのに必要な熱量）は、 ７９．７cal/gなので、０℃の氷から水にするのに必要な熱量は、７９７０calと莫大な量が必要になることになります。 ですから、固体にしたものを利用する方が大量の熱を必要として、結果として長く冷えていると言うことになります。 ここまで、ちょっと前置きが長くなって恐縮ですが・・・ 逆のことを考えてみてください。 例えば前出の「エチレンオキサイドを水和して製造される液体」は、水から氷を作るのに比べれば、 少ない熱量で冷える→水から氷を作り出すよりも短い時間で冷える と、言うことになりませんか？ 例えば、同じようにビニール袋に入れて冷凍庫に入れたとしても・・・ 水が氷になるのを待つよりも、より早い時間で同様の冷却効果を発揮する、 しかも、繰り返し使用できる・・・ 産業界の利用は、こう言ったところにも拠る、と感じます。
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お礼
ANo.2によって >>「エチレンオキサイドを水和して製造される液体」と エチレンオキサイドとは別物であることが判りました。早合点で失礼しました。よって補足の欄の記事は最早、無視して下さいませ。 ANo.2のお礼の欄もご覧下さいませ。 有り難うございました。回答の準備をしている方があってはいけないので9日（日）までは締め切らないでおきます。またの機会にもよろしくお願いします。
補足
>>氷ほど融解熱の高い物質は少ないとされています この事実は認識していませんでした。この事実を知った今だと、今回の質問文はずいぶん変わったものになったでしょう。 以下は、お答えから生じた疑問です。お答えの前置き部分に疑問はありませんが結論部分からは幾つかの疑問が生じます。事情が許せばご返事を希望します。急ぎはしません。 1 >>例えば前出の「エチレンオキサイドを水和して製造される液体」は、水から氷を作るのに比べれば、少ない熱量で冷える このこと自体は分かります。が、温度を下げるために少ない熱量しか必要としなければ、温度が上がるときにも少しの熱量しか奪ってくれないのでこの点だけから言うと、「エチレンオキサイドを水和して製造される液体」よりは氷を使った方が保冷の目的に適うのではありませんか。 2 http://www.jpca.or.jp/61msds/j7cb05.htm によるとエチレンオキサイドとは酸化エチレンの別名です。ここの「危険・有害性の分類」、「有害性情報」の記事からすると、一般人にとって安全とは言い難くないですか。それに「物理／化学的性質」の項によると沸点が10.73℃だそうです。こんなに低い温度で気化しては、なお更危険でないのですか。それとも水の分子が結合した後は、これらの危険はなくなるのですか。 3 繰り返し利用できる点では水を凍らせた場合も、同じことではないですか。 >>少しぐらい袋がやぶれても流れ出たりしない。 仮に利点がこれだけだとしても、このことは非常な重要なことでしょうから他に利点がなくても納得はできます。機会があれば袋に穴を開けて、どの程度流れ出るのか試そうと思いますが安全であることが確信できなくては実行できません。 何はともあれ、ご返事を頂き有り難うございました。土壌硬化剤としてアクリルアマイドがあるのも参考になりました。