氷の入ったコップの中に水をいっぱい入れて氷が溶けると

質問

平成教育委員会か何かでやっていたのですが、ド忘れをしてしまいました。

コップの中に氷を入れて、いっぱいまで水を入れて、氷が溶けるとコップの水はどうなるのでしょうか?
水をコップにいっぱいにいれても、氷は微妙にですが、水から頭がでてますよね?
その部分だけ、水の体積が増えるのでしょうか？
自分の記憶でしたら、水が溶けても水の体積が増えないというものだったのですが・・・
また、そうでしたら、なぜ南極の氷が溶けたら、地球全体の海水上面が上昇するのでしょうか?

回答No.2

a-kuma · ベストアンサー

> 水をコップにいっぱいにいれても、氷は微妙にですが、水から頭がでてますよね?
> その部分だけ、水の体積が増えるのでしょうか？

増えません。

氷が浮いている、ということは、浮いている氷の水面下の体積にあたる水の重さと、氷全体の重さが等しい、ということです。

氷が溶けると、（溶ける前と）同じ重さの水になりますから、ちょうど、氷が押しのけた
分と同じ体積になる（つまり、水は凍ると体積が増える）ということです。

> また、そうでしたら、なぜ南極の氷が溶けたら、地球全体の海水上面が上昇するのでしょうか?

南極の氷は水に浮いているのではなく、南極大陸という地面の上にある氷ですから、溶けた場合には
その分の体積の水が海に流れ込むことになります。

お礼

お答えありがとうございます！
科学は不思議なことが多いですが、本当におもしろいですね。
また、疑問に思うようなことがあったらよろしくおねがいします。m(_ _)m

回答No.4

oruka

なるべく直感的な理解、納得の手助けにこんな説明はいかがでしょう、
氷は水よりすこし軽い（＝同じ重さだと少し体積がでかい）ので軽い分だけ水の上に顔を出しています。氷がとけると水になって少し体積が減る。
この氷→水の体積が減る分と、水上にでている氷の分がぴったり一致しているので、水面は変わらない。

ちなみにこのぴったり具合は氷と水が同じ物質同士（塩水と氷とかジュースと氷はだめ）ならば厳密にぴったりです。
だからもしこの氷が水中にある部分と全く同じ形の窪みを作れば、窪みにその氷をいれておくと解けたときぴったり窪みいっぱいの水になります。

お礼

やはり、溶液は同じでないとあふれたりしてしまうんですね。
こんど同じ溶液で実際に実験してみたいと思いました。
お答えありがとうございました。

回答No.3

hinebot

詳しい説明は他の方におまかせするとして、概略だけ。
同じ質量の水と氷の体積を比べると、氷の体積＞水の体積です。（確か1．1倍だったような）
ですから、
水から頭が出ている部分の体積＝（氷の時の体積）－（溶けて水になった時の体積）
ということで、溶けても体積は変わらないということだと思います。

もしくは、
水から頭が出ている部分の体積＞（氷の時の体積）－（溶けて水になった時の体積）
で、わずかに体積が増えても表面張力が働くため、水はあふれない、ということでしょう。

南極の氷の場合、その大半は水（海）の上に浮かんでいるのではなく、大陸の上にあります。それが、海に流れ出すわけですから、海水上面が上昇するわけです。
なお、北極の場合は、氷は海の上に浮かんでいますので、（少しは上昇するかもしれませんが）ほとんど影響ありません。

お礼

北極は氷が海の上に浮かんでいるんですねぇ。知りませんでした…北の方が寒そうなんですが…（単純ですね・・↓）

表面張力などなど、いろいろな原因があって、容量は変わらないんですね。
ありがとうございました！

回答No.1

shota_TK

浮いた氷なら水面は変わりませんね．
でも，南極大陸は，「大陸」ですからね．氷の大地です．
地上に出ている分の氷が解ければ，水面は上昇しますね．

お礼

名前の通り大陸なんですね。
氷だけで海底まで沈むほどのものかと思ってしまいました…。
お答えありがとうございあました。