氷はどうして水に浮くのでしょうか？

質問

小学３年生の子が、氷はどうして水に浮くのかを不思議に思っています。
３年生に分かりやすく説明したいのですが、よろしくおねがいします。

回答No.9

hajime40 · ベストアンサー

小学３年生に対して分かりやすく・・・・、かなり難しいかな？と思いますが書いてみたいと思います。

水に対して、浮く、沈むという現象は、やはり、水に対して重い⇔軽いと言うことがあるから起こることですよね。
同じ体積で、重さを比べた場合、氷の方が軽くなります。（密度が小さくなります。）だから氷は水に浮くんですね。

では、なぜ同じ体積で水よりも氷の方が軽くなるかという例として、冷凍室で氷を作ると大きさが大きくなる（体積が大きくなる）ということをやって見せてください。
このことによって水を氷らせるとふくらむということが分かると思います。

このことから、「水と氷では、同じ重さでは氷の方が体積が大きい」または、、「水と氷では、同じ体積では氷の方が軽い」ということが分かると思います。

このことから、氷と水では、氷の方が軽くなるから（密度が小さくなるから）、氷は水に浮くんです。

以上のような説明で分かってもらえたらなぁ、っておもいます。

これからに突っ込んだ説明として、
水の密度は、４℃で最大となります。（もっとも密度が高くなります。）
これは、H2Oの分子が構造的に一番近くに集まってくるからです。
（H2Oの分子構造は「くの字に曲がった釘のような形」だと思ってください。曲がっている角度１２０°ぐらいじゃなかったなか？）

しかし、水が氷ると、このくの字形の水分子が、うまく組み合わさって６角形を形作ろうするために水の分子と分子の間に隙間が多くできてしまうために体積が増えてしまうんですよ。
このために、密度が小さくなって水よりも軽くなるんです。

ただこの説明では、もっと学年があがらないと（特に、密度などの勉強をするようにならないと）理解はできないと思います。

では、参考になさってみてください。

お礼

ご丁寧な回答ありがとうございました。
わかりやすく、大変参考になりました。