氷だけで水はなぜ凍らないのか？

質問

小学生向けの問題で、「氷に塩を加えたものの中に
水を入れた試験管を入れると水が凍る」というのを
聞いたことがありますが、
氷に寒剤である塩を入れなかった場合には
試験管内の水は凍らないのでしょうか。
また、それはなぜなのでしょうか。

出来れば小学生にも教えてあげたいので
小学生にも分かるように教えて頂けると嬉しいです。

回答No.4

noname#62864 · ベストアンサー

0℃というのは、水と氷が共存できる温度です。
したがって、0℃においては、元々氷だったものは氷のままだし、水だったものは水のままです。
ですから、試験管の中に氷が入っていれば、氷は溶けずにそのままだし、水が入っていれば、0℃の水のままです。
試験管のまわりが、0℃よりも高くなれば、氷が溶け始めますし、0℃よりも低ければ水は凍り始めます。
氷につけた場合には、その境目である0℃になるために、水は水のままだし、氷は氷のままです。
寒剤を使えば、温度が0℃よりも低くなるので、水は凍り始めます。ただし、現実には過冷却という現象も起こりますので、0℃よりもわずかに低い程度の温度ではなかなか凍り始めないでしょう。

お礼

0℃で凍り始める訳ではないのですね。
有難う御座いました。

回答No.6

c80s3xxx

氷ります．
今の冷蔵庫はみんな自動製氷器だからやりにくいかもしれませんが，製氷皿で氷を作ってみてください．そして，冷凍庫から製氷皿を出して，すぐにその氷の上に水 (できれば冷蔵庫で冷やした冷水) を数滴たらしてみます．するとその水滴は氷ります．でも，この氷をコップの水に入れても氷らないでしょう．

要するに，#5にあるように，氷の冷え方と，氷らせる水の量(と最初の温度)の兼ね合いの問題なのです．
塩を入れるのは温度を下げる効果があるので，同じ量の氷でも水側の温度をより下げる力が強くなる，ということです．だから，逆に塩と氷でも，水の方が大量にあれば氷りません．ある意味，当たり前ですが．

お礼

成る程、場合によっては凍ることもあり得るのですね。
書かれている実験は明日やってみようと思います。
ありがとうございました。

回答No.5

bullfrog

凍らないとは言い切れません。
氷がとても冷えていた場合（極端に言えば、-100℃とか）であれば、周りの水は凍ってしまうでしょう。
家庭の冷凍庫でつくった氷であれば、そこまでのことは起こらないと思います。

お礼

そのようなこともあるのですね・・・。
ご回答有難う御座いました。

回答No.3

char2nd

水の中に氷を入れると、水は氷により冷やされますが、同時に氷も水によって暖められます。
　そのため、氷と水の接している部分は、両方の温度の中間ぐらいになります。
　そのときの氷の周りにある水の温度は０°より高くなるので、水は凍らないのです。

お礼

やはり接している部分の温度が問題なのですね・・・。
ご回答有難う御座いました。

回答No.2

noname#135138

小学生にも解りやすい説明だと思いますので、このページは
いかがでしょうか？

参考URL：

http://www.kashi-kashi.com/world/kids/05/kodomo.html

お礼

分かりやすくて説明しやすそうです。URL有難う御座いました。

回答No.1

hirokazu5

小学生に教えるということですので……
物理学の第一法則・第二法則・第三法則とかは無しで教えないといけないですね。

「コップに入れたお水の中に氷を浮かべたら、
最初から入っていたお水まで全部氷になっちゃったら怖いでしょ？」

これで納得してもらうというのはいかがでしょうか。

お礼

簡潔でいいですね、有難う御座いました。