試してフシギ

とける氷、とけない氷!?(No.94)

とける氷、とけない氷!? とける氷、とけない氷!?

実験監修:名古屋市科学館学芸員 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

どうしてなのかな

冷凍室から取り出したばかりの2つの氷。ひとつは表面を水でぬらし、もうひとつはそのままにして電子レンジであたためると、どうなるかな?表面をぬらした氷はすぐにとけてしまうけど、そのまま入れた氷はあまりとけない。ふしぎだね。

そうかなるほど

水の分子は、ひとつの酸素原子とふたつの水素原子がくっついていて、酸素側にマイナス、水素側にプラスの性質が現れる。このように、ひとつの分子の中でプラスとマイナスの配置にかたよりがある分子を極性分子と言っている。電子レンジは、プラスとマイナスが1秒間に24億5千万回も入れ替わる電波(マイクロ波)と、水が極性分子であることを利用してものをあたためる道具だ。電波はプラスになったりマイナスになったりして空間を進むので、極性分子である水の分子はそのたびに電波の方向に酸素側が引き寄せられたり水素側が引き寄せられたり、激しく動いて熱を発生させるんだ。氷になっている水の分子は隣の分子としっかりつながっているため、動きにくいからとけにくい。氷の表面を水でぬらすと、その水の分子は激しく動いて熱を発生するから、氷は早くとけるというわけ。水はふしぎな性質を持っているんだね。

工作の完成品

実験1

1. 氷 6個

2. 紙コップ 2個

・ 霧吹き

実験2

1. 氷 3個
2. ドライアイス 3個
(氷と同じくらいの大きさ)
3. 紙コップ 2個

・ 軍手

実験3

4. ゴム風船 1個
5. ビー玉 1個

・ ティッシュペーパー
・ 糸

[実験の注意]

・NGKサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものであり、工作の完成品は市販品と同等、もしくは代用品となるものではないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。
・実験を行う際は、必ず手順を読んでから行ってください。
・刃物や器具の取り扱いには十分注意し、ケガをしないようにしましょう。
・小学生など低年齢の方が実験を行う場合は、必ず保護者と一緒に行ってください。

  • 1

    印をつけた2つの紙コップに氷を3個ずつ入れ、冷凍室で20分ほど冷やします。

  • 2

    冷凍室から片方の紙コップを取り出し、霧吹きで氷の表面についた霜がとける程度に水をかけます。

  • 3

    2つの紙コップを電子レンジに入れて消費電力900~1000ワットの電子レンジの場合、2分間ほど加熱します。
    700ワットの場合はもう少し長く、1500ワットの場合はもう少し短い時間で加熱します。

  • 4

    取り出して見てみると、表面を水でぬらした氷はとけていますが、水でぬらさなかった氷はあまりとけていません。

[実験の注意]

・NGKサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものであり、工作の完成品は市販品と同等、もしくは代用品となるものではないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。
・実験を行う際は、必ず手順を読んでから行ってください。
・刃物や器具の取り扱いには十分注意し、ケガをしないようにしましょう。
・小学生など低年齢の方が実験を行う場合は、必ず保護者と一緒に行ってください。

  • 1

    紙コップに氷を3個入れて冷凍室で20分ほど冷やします。

  • 2

    もうひとつの紙コップにドライアイスを3個入れ、2つの紙コップを電子レンジに入れます。

  • 3

    2分間ほど加熱します。ドライアイスにはほとんど変化がありません。ドライアイス(二酸化炭素)は極性分子ではないため、電子レンジのマイクロ波に当てても熱が発生しないのです。
    同じように、ぬれたタオルとかわいたタオルを電子レンジに入れてみましょう。ぬれたタオルはあたたまりますが、かわいたタオルはあたたまりません。ふしぎですね。

実験3 二人で行う実験です。

  • 1

    静電気によっても極性分子の実験ができます。風船の中にビー玉を入れてふくらませ、口を糸で縛ってつるします。

    ※ビー玉は風船を安定させるために入れます。

  • 2

    ティッシュペーパーで風船の表面をこすり、静電気を起こします。

  • 3

    金属にふれるなどして体の静電気を取り除いてから、手のひらを風船に近づけると、風船が引き寄せられます。手の細胞の内外に含まれる水の分子(極性分子)のしわざです。

    ※風船の表面をティッシュペーパーでこするとその人の体にも静電気がたまるため、風船をこする人、手を近づける人と分けて二人で実験してみましょう。

NGKサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものです。工作の完成品は市販品と同等ではなく、代用品にもならないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。

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