• ベストアンサー

お湯投げ

極寒の中でお湯を空中に投げると蒸発したようになり消えてしまいますがこれはどのような仕組みなのでしょう? 不思議な現象でぜひその原理を知りたいです。

  • 科学
  • 回答数1
  • ありがとう数1

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • inara1
  • ベストアンサー率78% (652/834)
回答No.1

参考URLの動画のことですね。霧は消えているのでなく、最終的に地面に落ちているように見えます。 普通の環境で水を空中にぶちまけてもこのように霧状にはなりません。消防出初式の放水も最後のほうは水柱でなく、細かい水滴になって広がっていきますが、これは霧でなく水滴の集まりです。でも、そうなるのは水をかなり遠くに飛ばした場合で、バケツの水を空中に放り投げただけでは、すぐに霧状になることはありません。 熱湯を極寒の空中に放り投げたときに霧状になるのは、熱湯が瞬時に水蒸気に変わり、それがまた瞬時に細かい氷の粒に変わったからだと思います。熱湯が一旦細かい水滴になってそれが凍ったものではないということです。 水の表面張力は液体の中では非常に大きいので、霧吹き器のような方法を使わない限り、空中に水を放り投げただけでは霧状にはなりません。直径1mm程度の水滴になるだけです。極寒で熱湯を放り投げたときに発生する白い煙は、それよりもはるかに細かい氷の粒だと思います。水滴の状態ではそこまで小さくならないので、この氷の粒は水滴が凍ってできたものではないと思います(水滴のまま凍ったものも一部あるでしょうが、それでできた氷は大きくて重いので霧にならずすぐに落下する)。 この氷の粒は、熱湯から水蒸気(気体)となり、それが周囲の冷気で冷却されることで飽和状態となってできたものでしょう(雲ができるしくみと同じ)。ただしこの場合、水滴になっている時間は非常に短く、すぐに氷に変わっていると思います。なぜなら、細かい水滴の状態で長くいると、水滴同士がくっついて大きな水滴になってしまうからです。すぐに細かい氷になれば、氷は合体することなく細かいままでいられます。 以上が、熱湯をぶちまけたときに霧になる原理ですが、なぜ熱湯なのかということと、なぜ極寒なのかということについては以下のような理由が考えられます。 熱湯は蒸発しやすい(水蒸気に変わりやすい)のは日常経験していると思いますが、水は温度が高いほど蒸気圧(蒸発しようとする働き)が高いので、蒸発しやすくなるからです。ただし蒸発のしやすさは温度だけでなく、周囲の「湿度」によって違います。乾燥した部屋ではすぐに蒸発しますが湿度が高いとなかなか蒸発しません。なぜ極寒なのかというのは、この湿度と関係があります。 気温が低いと空気は多くの水蒸気を含むことができません。寒い冬の窓が曇るのと同じように、水蒸気を含む空気が冷やされると、含んでいた水分を吐き出してしまうからです(そのときの気温が露点、結露する温度です)。したがって温度の低い空気にはほとんど水分がありません(絶対湿度が低い)。そのため、極寒の空気に熱湯を放り出すと、熱湯は、それ自身の温度が高いということと、周囲の湿度が低いという条件が重なって、非常に蒸発しやすくなります。しかも、放り出された熱湯はある程度細かくなっているので、表面積も大きくなっていて、さらに蒸発しやすい条件になっているのでほとんど一瞬で蒸発すると考えられます。 蒸発した水分はなくなってしまうのではなく、水蒸気(気体)の形で空気中に含まれています(空気中の酸素や窒素が分子の形で均一に分散しているのと同じように、水蒸気はH2Oという分子状態で空気中に分散しています)。しかし、気温が低いので、空気は多くの水蒸気を含むことができず、すぐに液体の水として吐き出してしまいます。このときの水は非常に小さい粒状になっているのですが、気温が低いとその水が瞬時に凍って細かい氷の粒に変化します。それが白い煙となって目に見えていると思われます。

参考URL:
http://www.youtube.com/watch?v=K-GSrrk_ATM&feature=PlayList&p=292B69B39F9D0420&index=9
mfujimfuji
質問者

お礼

詳細な回答ありがとうございました。 参考にさせていただきます。

関連するQ&A

  • お湯投げ

    極寒の中でお湯を空中に投げると蒸発したようになって消えてしまいますが、どういった仕組みなのでしょうか? 不思議な現象でぜひその原理を知りたいです。

  • 超低温でお湯が一瞬で蒸発?

    超低温でお湯が一瞬で蒸発(?)するしくみを教えてください。 今日テレビを見ていたら、超低温(-60度くらい)の中でお湯を空中に撒くと一瞬で蒸発(?)するというのとやっていました。 なんでだろうと気になって、少し考えてみたのですが、超低温だと空気中の分子の運動が鈍いため、金属でいう超伝導のように空気などの分子の抵抗が小さくなり、水分子がすり抜けていくのではないかと考えました。 表面ではすり抜けていった水分子が離散、内部ではお湯に入り込んだ酸素分子が水分子の運動エネルギーを受け取って運動が高まり、水分子の結合を内部から分解するような作用が働いて、一瞬で蒸発(?)するのではないかと考えたのですが、どうでしょうか? 水では分子間力のためすり抜けていくのは難しいと思いますが、お湯であれば、水分子の運動も大きいためそのようなこともありえる(?)かと思ったのですが。。。どうでしょう? よろしくお願いします。

  • ポットのお湯が消えた

    会社でのこと。 1リットルくらいのポットにお湯を入れ、すぐ近くのコンビニへカップラーメンを買いにいきました。 5分後くらいに戻ったところ、なんとポットのお湯が半分くらいに減っていたのです!!! このポットはラブホテルにあるようなすぐにお湯が沸くものなのですが、こんなに短時間でお湯は蒸発しないですよね…。 周りの人もお湯を使ったら補給する筈ですし。とても不思議だったのですが、同じような体験をされた方はいらっしゃいませんか?

  • 油抜き、お湯をかけるだけで抜ける。

    油抜きですが、油揚げとかにお湯をかけるだけで油が抜けるのが不思議なのですが、どういうしくみ?で油が抜けるのですか?

  • 黒色のコップにお湯を入れると白くなるんです。

    私が使用している黒色のしたコップにお湯を入れるとなぜか白くなるんです。それで、お湯が冷めてくるうちにまた黒に戻るんです。どういう原理ですか?本当に不思議です。

  • ウォーターサーバーはどうしてお湯が出るんですか?

    水と熱湯が出せるウォーターサーバーを利用しているのですが、どういう原理で水が熱せられてるのか不思議に思っています。 ボトルが空になり、新しいボトルに差し替えたとしても、その直後から熱湯が出てきてますので・・・ 電気で温めてるのではなさそうなのですが。とても不思議です。 仕組みなどご存知の方おられますでしょうか。

  • 沸騰したお湯

    ラーメンを作っていて思ったんですが、沸騰したお湯に粉末を入れるとフワッとお湯があふれ出ますが、あれはどういう原理なんでしょうか?温度に変化はあるんでしょうか。

  • やかんからお湯を注いだとき

    やかんからお湯を注いだときやかんの注ぎ口でお湯が再沸騰する現象ではなく 注ぎ口から注ぎ口の管を伝わってお湯がぽたぽた垂れてしまいます。 この現象はなぜ起こるのでしょうか。 安物だからでしょうか。 この現象がないやかんはありますでしょうか。 教えてください。

  • ヤカンのお湯

    寒くなりましたね。 ちょっと疑問に思ったんですが私の部屋にはストーブがあり その上にヤカンを乗せてますがすぐ水が蒸発してなくなります。 そこで質問ですが、 ヤカンをストーブの上に乗せる場合、ヤカンのふたを開けたままの状態とふたをちゃんと乗せたヤカンの場合ではどちらが早く蒸発してお湯がなくなるのでしょうか。 回答のほどよろしくお願いします。

  • お湯花火

    マイナス30℃以下の状況でお湯を空中にまくと花火のようなかたちができます。 http://misawa.co-blog.jp/nankyoku/3886 水ではならないとのことですが、その理由を教えてください。