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冬にバケツに水をはり外に置いて置くと温度にもよると思いますが表面が凍りますが...

har********さん

2013/1/2219:07:24

冬にバケツに水をはり外に置いて置くと温度にもよると思いますが表面が凍りますが、何故、表面?外側?から凍るのか教えて下さい。

補足小学校4年生の娘からの質問なのでわかりやすく教えてもらえると助かります。

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ベストアンサーに選ばれた回答

ara********さん

2013/1/2219:17:32

どこから凍るかということは、どのように冷えるかということとも関係します。
当然、温度が低い所から凍るということはありますが、上から凍る理由というのは、水の密度は4℃で最大であり、それよりも温度が低い水は密度が小さいために水の表面にたまってきます。なので、表面近くの方が温度が低く、その部分から凍っていくことになります。できた氷は水よりもさらに密度が小さいので表面に浮きますのでなおさら表面から凍りやすくなります。

まあ、そうは言っても冷凍庫の中などで、小さい製氷皿を使って氷を作るのであれば、必ずしも上から凍るわけではありませんけどね。

質問した人からのコメント

2013/1/23 23:59:33

降参 助かりました。
ありがとうございます

ベストアンサー以外の回答

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2013/1/2221:41:38

水は温度で密度が変わります。凍る温度である0℃の水よりも、4℃くらいの水のほうが密度が大きくなるのでバケツの上のほうが0℃の水、下のほうが4℃くらいの水となります。だから上のほうから凍っていきます。これは池の氷でもいえることです。

t2m********さん

編集あり2013/1/2220:32:59

水の体積は温度により変化します。

では同じ体積で温度を変化させると密度が変わります。すなわち、それぞれの温度で体積を同じにすると元は同じでも重さが変わるのです。
〜実験!〜
2Lペットボトルで水をいっぱいにしたものと、体積を同じにした(ペットボトルが変形しない)氷が満タンな物とをお風呂の水に浮かべると…
不思議ですねー
氷のペットボトルはちょっと浮いているか水のものよりもゆっくり沈みます。水のペットボトルはゴロンと沈みます。

これは氷より水が重いということですね
では、これをバケツで再現すると…
氷になりかけの水は浮き、水の水(日本語がw)は沈みます
そして可哀想ーです。氷になりかけの水は氷になるまで寒い風に当てられながら完全にその温度ではこれ以上の氷にならないぐらいまで冷やされる…

これが表面が先に凍る理屈です。

追記。
水は3.5℃付近が水の中で一番重いです

追記。
氷冷皿での氷が白いのも表面が先に凍るため空気が残され不透明になる。不透明=光の通り真っ直ぐでない→何かに邪魔されてます→それは、空気です

追記。
では、バケツを定期的に揺らして放置。
完全に放置の物より短時間で完全に氷になります。しかし、氷になり始めは完全放置の方が早いです

ryo********さん

2013/1/2219:13:13

表面、外側ということは

1番初めに温度が伝わる場所ですよね。

だからだと思います。

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