同じ上方から・・・

質問

お水についての質問です。
お風呂にお湯を張るとき、熱いお湯が上に、ぬるいお湯が下に、と二層に分かれます。
でも、冬の朝、水溜りを見ると、凍っているのは上の方だけで、足で踏むと下のほうはお水のままです。
・・・ということは、凍るのは上の方からという推測がたつのですが、熱いお湯も冷たい氷も同じ上の方というのはなんだか矛盾した感じがしてなりません。
私の推測が間違っているのでしょうか？
どういう理由でこんな矛盾が起きているのでしょう？
分かる方がいらっしゃれば、教えてください。

回答No.4

ticky · ベストアンサー

水は、４度くらいのときが一番重たいんです。

４度から、温度が上がっていっても下がっていっても、水は軽くなっていきます。

お風呂のお湯は、４度以上ですよね。
そうすると、熱いお湯の方が軽いので上の方に、行きます。

で、水たまりや、池が凍るときは、寒くなってきて、４度以下になります。
そうすると、今度は冷たい水の方が軽いので、より冷たい水が上になります。
上になった水はもっと冷えて、そのまま凍ります。
凍っても、やっぱり、水より軽いので、氷は水に浮きます。

こういうことが起こるのは、なんだか不思議ですが、上の方がどんどん冷えて氷が張るので、下の方はなかなか凍らないということが起こります。
このため、池や海は完全に凍りつかず、氷河期でも魚が生き延びることができたのです。

回答No.3

satoriwohiraku

水温が0度よりも上か下かで分かれます。融解点へむかう方の温度（0度以上）だと温度が高くなれば上昇していきます。従って水面へと向かいますが、凝固点へと向かう水温の方では外気との温度差によって水面上に氷が張られ、水面と外気温との差を守るように壁を作ってしまうのが冬場の湖の氷と同じになります（気圧の差みたいなものです。天気図が代表かも）

回答No.2

CAW

簡単にね。
熱の移動は基本的に３種類あるのです。
輻射、対流、伝導ですね
お風呂のお湯の上のほうが暖かくなるのは
対流が支配しているからです。
氷が表面からはっていくのは輻射による
冷却によります。
場合によってどの熱の移動が主流になるかは
変わってきます。条件によって色々あるものだと
思ってください。

回答No.1

noname#191689

水の密度が最も大きくなるのが４℃程度だから、重い水が下のほうに沈みます。
一般には固体＞液体という密度ですが、水は氷になると少々膨らみ、密度はやや小さくなるのです。その結果水面に浮かぶ、ということです。