ストローの静電気で水が曲がる原理は？

質問

ストローを擦って静電気を帯びさせて、蛇口から落ちる
水道水に近づけると、水がストロー側に引き寄せられる
現象があります。
また通常ストローはマイナスに帯電すると聞きました。

ということは、

(1)水道水は通常状態でプラスに帯電していることにな
　るのでしょうか？

(2)それとも、水に含まれるプラスイオンなりが水流の
　ストロー側に引き寄せられて全体的に水を引き寄せ
　るのでしょうか？
　この場合、水の中の電子は水流のストローとは逆側
　に移動するため、電子による反発よりもストローに
　近いプラスによる引力が勝って、全体的に水流が引
　き寄せられるんでしょうか？

宜しくお願いいたします。

回答No.2

shkwta · ベストアンサー

静電気に引きつけられる度合いは、比誘電率と関係があります。物質を電場の中に置くと、電子の偏りが生じて、表面に電荷が現れます。これを分極といいますが、分極の起こりやすさを示すのが比誘電率です。水の比誘電率は20℃で約80あり、液体物質としては特に大きい値を持っています。

表面に現れる電荷は、近づけた電荷の反対です。ですから、プラスに帯電した物体を近づけるとマイナス、マイナスに帯電した物体を近づけるとプラスの電荷が、近づけた側の表面に現れます（反対側の表面には、その逆の電荷が現れます。電荷の合計はゼロです）。

ですから、水はプラスの電荷にも引きつけられます。アクリル樹脂を絹布で擦るとプラスに帯電しますので実験できます。

水だけでなく、紙くずや髪の毛もひきつけられますが、これも紙くずや髪の毛が分極するからです。分極は、多かれ少なかれどんな物質にも起こります。

常温の水の比誘電率が大きい理由は、No.1様の説明の通り、水の分子に電荷の偏り（極性）があるためです。

お礼

有難うございます。

よく解りました。

あと、もう少し教えてください。

表面に電荷が現れるとは、全ての水分子がその電気的
偏りを同一方向に揃えることで、全体的にみて電荷が
表面に現れたものと同一視できる。という事ですか？
それとも、電子が表面まで実際に移動して帯電してい
るのですか？

回答No.3

ssk0723

電子の位置は特定できません。
だから水におけるその存在確率を濃淡で表すと酸素よりが濃くなり、
水素よりが薄くなります。（これは分子1個ごとにです。）
つまり水は普段から分極しています。

普通に流れているときは分子は無秩序ですが、帯電しているストローに近づくにつれ、水素側が近づこうとします。
そしてストローから遠ざかると何事もなかったように無秩序に振舞います。

よって、電子の移動などは考えなくてもよいです。分子の分極が作用していると考えられます。

お礼

有難うございます。

解りました。

回答No.1

BLUEPIXY

水の分子はＯ（酸素）にＨ（水素）が２つ付いた形で表されると思いますが、
イオン的にはＨが＋１でＯが－２で全体として電気的に中性になっています。
ですが、構造的には、ＨがＯを中心として１２０度の角度で２つ付いている形になるため、小さい部分でみると、電気的偏りがあります。（確か分極とかいうのだったと思う）
そのために、静電気によって引き寄せられます。

お礼

有難うございます。
水分子の電気的偏りが原因なんですね。