過冷却とは
水は普通、0℃で凍りますが、条件が整うと0℃以下でも凍らずに液体のままでいることがあります。これを「過冷却」と言います。過冷却が起こる理由は、水が凍るためには「氷の結晶ができ始めるきっかけ」が必要だからです。
水は普通、0℃で凍りますが、条件が整うと0℃以下でも凍らずに液体のままでいることがあります。これを「過冷却」と言います。過冷却が起こる理由は、水が凍るためには「氷の結晶ができ始めるきっかけ」が必要だからです。
水分子が規則正しく並んで氷の結晶を作り始めるためには、以下のような条件が必要です:
不純物がないこと:不純物があると、結晶の核になる「きっかけ」を提供するので、氷ができやすくなります。逆に不純物が少ないと、核ができにくくなり、水が凍りにくくなります。
水を静かに保つこと:水をかき混ぜたり振動を加えたりすると、結晶の核ができやすくなりますが、静かな状態ではその核ができにくくなります。
このように、水が静かで不純物が少ない場合、0℃を下回っても氷の結晶が作られず、液体のまま過冷却の状態が続くことがあります。
水を静かに保つこと:水をかき混ぜたり振動を加えたりすると、結晶の核ができやすくなりますが、静かな状態ではその核ができにくくなります。
このように、水が静かで不純物が少ない場合、0℃を下回っても氷の結晶が作られず、液体のまま過冷却の状態が続くことがあります。
いつ凍るのか?
過冷却状態の水は非常に不安定で、何かの衝撃や小さな刺激が加わると、急に凍り始めます。例えば、軽く振ると一気に氷になります。
過冷却状態の水は非常に不安定で、何かの衝撃や小さな刺激が加わると、急に凍り始めます。例えば、軽く振ると一気に氷になります。
まとめると、吸熱反応で水が0℃以下になっても凍らないのは、氷の結晶ができ始めるためのきっかけがないためであり、この現象を「過冷却」と呼びます。