【化学】氷がなぜ滑るのか、実はまだわかっていない[02/01]

スポンサーリンク



1 :しじみ ★:2018/02/02(金) 01:00:18.33 ID:CAP_USER.net
2018年1月後半の大寒波では日本海側だけでなく関東地方にも雪が降り、転倒や車のスリップなどで700人以上がケガ(*1)をしました。

 それは氷という物質(H2Oの固体状態)の持つ、ある特殊な性質からくるものでした。
それが「滑る」です。

 もちろん、鉄板の上に水や油が撒かれていれば滑りますが、
乾いた鉄板であればいくら寒かろうが熱かろうが、滑ることはありません。
でも氷は、水が撒かれてなくとも滑るのです。なぜなのでしょう。

 他にも氷は、他の物質にない特殊な性質をいろいろ持っています。
その2つ目が「増える」です。ふつうの物質は、液体から固体になるとき、体積が減ります。
たとえば溶かしたパラフィン(洋ロウソクの原料)を、
コップに入れて冷やしていくと真ん中が大きく凹みます。体積が15%も減るからです。
img 3efc2ba51062d3292662346688ec6a4947581 - 【化学】氷がなぜ滑るのか、実はまだわかっていない[02/01]

 でもH2Oの場合には逆です。
固体(氷)になると体積が10%増えるので、液体(水)に浮くようになります。

氷の特殊さの3つ目は「奪う」です。
H2Oは気体→液体のときに周りから奪う熱量=凝集熱(逆が気化熱もしくは蒸発熱)も、
1gあたり532calと他の物質に比べ圧倒的(*2)ですが、
液体→固体の凝固熱(逆は融解熱)も80calと銅の2倍、鉄の13倍、液体酸素の24倍に達します。
氷はできるときに、多くの熱を周りから奪うのです。

〈氷はなぜ増えるのか。それは〉

「滑る」の話にいく前に、水が凍ると体積が増える(*3)理由を説明します。

 ふつうの物質は、固体になるとき分子間の隙間が減って、
ぎゅっと締まるので体積が減ることになります。密度が上がるので、体積当たりでは重くなります。

 H2O分子の特長はその非常に強い分極性(双極性モーメントという)にあります。
遠くから見ると電気的に中性ですが、近寄るとプラスとマイナスが狭い範囲で強く分かれているのです。
img ed67863b28ed06835425b4d9314ce7c643682 - 【化学】氷がなぜ滑るのか、実はまだわかっていない[02/01]

 磁気と電気は異なりますが、H2O分子はもの凄く小さな強力磁石のようなものとイメージしてもいいでしょう。
これが相手の物質に張り付いて、
分子をひとつひとつ引き剥がし、自分たちの隙間に取り込んでいくのです。
これが水にものが良く溶ける理由なのですが、これはH2O分子同士でも同じ。

 H2O分子は、H2O分子のなかに上手に取り込まれているのです。

 ところが、固体になると分子は行儀良く整列しなくてはならないので、
逆に隙間ができて体積が増えるというわけです。
img f862cf5cf4883e1617efbcd16d5fd69a28541 - 【化学】氷がなぜ滑るのか、実はまだわかっていない[02/01]

 まさにこの「増える」性質のために、海や川の生物は冬でも死なずに済んでいます。
もし氷が水より重かったら大変です。寒気によって冷やされた水は凍って海底に沈みます。
代わりに温かい水が海面に上がって、大気に冷やされまた海底に沈みます。
海底からドンドン凍っていって、最後には住む場所がなくなってしまいます。

 でも、逆なので、氷はまず海面を覆い、それ以上の寒気が海水に触れることを拒絶(*4)します。
上から徐々に凍ってはいきますが、熱伝導率が低く凝固熱が大きいので、簡単には増えません。

続きはソースで

ダイヤモンド・オンライン
http://diamond.jp/articles/-/157394

97 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 14:18:56.43 ID:cBj5fOY+.net

>>84
そんなあなたにこの本マジでおすすめ。
https://www.amazon.co.jp/dp/B00ENC7OTG

身近なところで、皆既日食がこんなに綺麗に見えるような
位置関係にあるのは何故なのか、地球はなぜ地球型生命
が発生する好条件なのか、等など・・主に天体のお話で、
これはよくあること/これは奇跡的 などバサッと分類して
紹介してくれるのが前半。

実例をたくさん挙げた後で、まずは宇宙論につきまとう
人間原理、即ち、「なぜ手放しで何もない空間から研究して
いる研究者は、この宇宙のパラメーターがこうなってるか
の理由を我々が存在しているからというところに求めるか」
という科学的な態度について解説する。

その次に、理論科学で武器になる数学に関連づけられた
「あらゆる可能性」とはどういう意味なのか、無限に宇宙の
仕組の可能性があるということはどういう意味なのか。

全てのモノが(現世でなくとも)あると仮定することから、
この宇宙がこの宇宙であることから宇宙創成の枠組みを
考えるということはどういうことなのかということをひたすら
解説する「科学の視点」を綿密に、面白おかしく解説する。

113 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 23:03:11.98 ID:dLDNP7Zj.net

>>109
パンツとストッキングがびしょ濡れだな。

77 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 10:04:22.68 ID:zBSTj3bp.net

摩擦の絶対零度

178 :名無しのひみつ:2018/02/06(火) 20:51:25.10 ID:1hiX2oyW.net

うーんすげーな、自分が無知なの思い知るわ…

99 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 15:06:36.64 ID:A/rL7l4c.net

>>96
そうなのか!!効果はあるけど仕組みがわかんないのか 丸山ワクチン的な?

164 :名無しのひみつ:2018/02/05(月) 06:25:03.05 ID:/JeCF41m.net

ミニスカのJ*は、期待に反して雪道でもめったに滑らないんだが
誰か解明してくれ

180 :名無しのひみつ:2018/02/06(火) 22:21:45.00 ID:4i8E+QR7.net

>>1
どうでもいいよ!

215 :名無しのひみつ:2018/02/18(日) 20:08:38.83 ID:LECH+fhU.net

氷が圧力で溶けるからで正解だと思うがな
後は接する部分が滑る方向になめらかかとか氷の温度とかも
関係するんだろうが

47 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 06:16:11.72 ID:mnjM71f+.net

滑るのは、表面が個体になりそこねの液体だからじゃないのかな

68 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 09:37:13.26 ID:OVGj1Rls.net

>>1
氷そのものは滑らないだろ
滑る原因は水じゃ

83 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 11:53:46.68 ID:t8PgnF3A.net

東経も話題になってたが、
ビジネス出版社ですとか言いながら、何を専門にしたいのかわからなくなってるな。
ようするにページビュー稼げるのが正義みたいになってて、
ハクチ化してるんだろな。
もう廃業しろよ。

28 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 02:52:34.49 ID:eAjUZgSn.net

水じゃない液体(?)を生化学反応の媒体とした地球外生物がいたら
簡単に冷凍生体保存できるから文明の進歩が速いだろうな

102 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 17:28:13.06 ID:yvH0EwUS.net

織田裕二が「乾いた氷は滑らない」っつってたぞ

111 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 20:20:13.66 ID:iIlgCMmO.net

>>97

生命が進化して宇宙のことを考えるまで進化した惑星の存在しうる宇宙に、
どんな科学的必然があって、見かけの太陽と月が同じ大きさに見えて日食ができるのか?

その本ではどのように解説してるの?

12 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 01:24:53.52 ID:2Mu9ZQjO.net

氷点下の氷をなめると滑るどころかひっつくべや。

117 :名無しのひみつ:2018/02/03(土) 00:13:55.17 ID:+e+u5g2Q.net

濡れてきた

224 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/04/28(土) 13:44:43.18 ID:gCYvvfeE.net

水の分子が丸くてよく転がるから?

44 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 05:35:01.61 ID:hJzoHSZv.net

氷がなぜ滑るのかと、頭がなぜハゲるのかは、同じ命題である

194 :名無しのひみつ:2018/02/07(水) 21:39:37.23 ID:/HO/Glax.net

>>187
ゆるやかに圧をかけると局所的に液が出てくるという法則は変わらないな

219 :名無しのひみつ:2018/02/22(木) 05:46:34.49 ID:+1GMMVYW.net

>>216
雪が滑るのは砂漠で砂でタイヤが空回りするのと同じ原理

134 :名無しのひみつ:2018/02/03(土) 20:49:08.37 ID:QHQGsidi.net

タイヤとスケートリンクでは体感が全然違うな
厳寒のアイスバーンでは車はあんまり滑らないが
リンクでスケートする分にはどんなに寒くてもよく滑る

207 :名無しのひみつ:2018/02/15(木) 12:05:02.09 ID:CRWgB2ze.net

>>205
既知の事実。おまえが無知なのだからググれ

176 :名無しのひみつ:2018/02/06(火) 19:58:01.78 ID:MVGcoqOP.net

一部が圧力で溶けて滑ると聞いたことがあるが 分からないのに嘘を教えていたと言うことか?

49 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 07:02:22.43 ID:yMelpvxL.net

水が滑るって書いてある
水があればなんでも低ミュー路になる

92 :名無しのひみつ:2018/02/02(金) 13:06:44.26 ID:dFVU80tf.net

鉄板の上は滑らない、でも液体を撒くと滑る。
氷の上に氷を滑らせても滑らない、でも水を撒くとすべる。
 
だから、「溶けて水になるから」だけじゃないの?

スキー板にワックス塗るとすべるのは、油が水をはじくから。
 

177 :名無しのひみつ:2018/02/06(火) 20:16:43.42 ID:8JuFe6uW.net

結合態と摩擦係数なんじゃねーの
よーわからんけど

206 :名無しのひみつ:2018/02/14(水) 19:31:08.30 ID:0dO4bGAc.net

柔らかいから滑りやすいんじゃね

147 :名無しのひみつ:2018/02/04(日) 13:07:33.29 ID:sJtvpycW.net

気温の低い南極じゃソリが滑らないんだよな
だから水が関係しているのであろうと思う

216 :名無しのひみつ:2018/02/19(月) 05:46:39.31 ID:jAIAvbCT.net

>>215
雪も滑るけど

220 :名無しのひみつ:2018/02/28(水) 01:29:51.56 ID:PLs3kqkS.net

>>202
冬の始まりや雪解け手前の季節はどうするのさ

シェアする

  • このエントリーをはてなブックマークに追加

フォローする