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氷が入ったコップに

あんたんさん

2012/2/800:21:30

氷が入ったコップに

氷が入ったコップに
水をたぷたぷになるまで入れます
さて氷が溶けたらどうなるでしょう

①溢れる
②溢れない

詳しい解説付きで回答よろしくお願いします

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ベストアンサーに選ばれた回答

rob********さん

2012/2/800:54:10

あふれません。
浮かぶ力、浮力とは「物体の体積*水の密度」
で求められます。
簡単にいえば、どかした水と同じ重さの浮力を受けるというわけです。

氷が浮かんでいる(氷が下に行こうとする力と、浮力が釣り合っている)場合、氷全体の重さだけの浮力を受けているということになります。
つまり、氷の重さと同じだけの水をどかしていることになります。
氷が溶ければ水になるわけで、この水の重さは氷と同じはずです。
氷がどかしていた水の重さは氷と同じ重さでしたよね。
結局氷によって占有されていたところにすっぽりと水が収まってしまうわけです。
図などがなくわかりにくくてすいません(^_^;)

質問した人からのコメント

2012/2/8 02:44:17

成功 図などなくても分かり易かったですw
ありがとうございます!
ベストアンサーにさせていただきました

ベストアンサー以外の回答

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yab********さん

編集あり2012/2/801:52:04

他の回答において浮力の話がありましたが、ややこしいので今の場合、浮力はとくに考慮せず考えても大丈夫です。


結論からいうと、水は溢れません。

考えるのは、固体である氷と、液体である水の体積のどちらが大きいかということです。

基本的に物質が取り得る状態は気体、液体、固体の三態です。

多くの物質では
気体〉液体〉固体
の順番で体積は小さくなります。

ですが、水の三態の場合は例外で
水蒸気(気体)〉氷(固体)〉水(液体)
の順番で体積は小さくなります。

これは水に特有の水素結合という分子間力に原因があります。
水には水素結合があることで、氷点下以下まで冷却していく際に液体(水)より隙間の多い分子構造で固体(氷)になります。
これは他の水素結合のない分子には起こり得ない現象です。

よって氷の体積は水の体積よりも大きくなるわけです。

だから氷が溶けて水になったときには、体積は小さくなっていますのでコップの水はあふれません。

ota********さん

編集あり2012/2/800:49:16


解説:実験してください。5分もしないうちに結果はわかります。早くしりたいならお湯を使いましょう。

できることはまずは自分で考え試して見ましょう!


ちなみに厳密に言えば

水が氷になると体積が膨張しまーす。詳しいことは高校か大学で学んでください。

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