【面白動画】水を真空状態に放置すると沸騰するだけじゃない!?意外な結末とは!?

面白い動画を見つけましたのでシェアします。

高校の化学の授業をまじめに受けていた場合、水を真空状態に放置すると沸騰して蒸発することは知っていると思います。

え!?

知らない!?

 

僕も実は知りませんでした。

ですが、この際、高校時代の不勉強のことは忘れましょう。

 

この動画を見ると、沸騰だけでなく色々と驚きの結果が起こることが分かりますので。

 

 

 

いかがだったでしょうか?

正直、沸騰するのは予想出来たと思います。

標高の高い山に登ると、気圧が低くなって沸点が下がって水はすぐに沸騰する、というのは良く知られていますし。

しかし、その後に凝固(氷になる)して、最終的に吹っ飛ぶとは。

なぜ凍るの?

で、なんで最後、吹っ飛ぶの!?(苦笑

 

分からなかったので調べてみました。


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水を真空状態に置くと、「沸騰→凝固→吹っ飛ぶ」理由

水の状態には、個体(氷)・液体(水)・気体(水蒸気)の3種類がありますが、

3種類のうちどの状態でいるか?は、実は、気圧と温度の関係によって決まっています。

その関係を表したのが、水の蒸気圧曲線というものです。

水を真空状態に置くと沸騰・凝固する

まず、日常生活では、水は液体ですよね。

それは、25度、1気圧(760mmHg)の状況下では「液体」である性質を水という物質が持っているからです。

上の図で、縦軸の760のところから右に25℃くらいのところまで移動してみてください。「水」と書いてありますね。つまり液体です。

 

真空状態にすると、周りの空気が無くなりますので、気圧(圧力)が下がります。

ですから、日常生活の環境(760mmHg、25℃)から気圧(圧力)を下げていきます。

①の赤矢印の通りに辿って行くと、「水蒸気」になります。

つまり、「沸騰」するわけです。

 

沸騰するとき、気化熱というものが発生します。

沸騰することで、水という物質からエネルギーが奪われ、温度が下がるのです。

汗をかいたときに、汗が引くと、体温が下がりますよね?

アレと一緒です。

水の温度が下がります。

 

ですから、②の赤矢印の通り、左に移動します。

すると、「氷」になります。つまり「凝固」します。

 

ここまでで、水を真空状態に放置すると

沸騰→凝固

する流れが分かりました。

 

では、なぜ最後に吹っ飛ぶのでしょうか?

 

 


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それは、「昇華」という現象のためです。

水を日常生活の環境下で放置すると、蒸発していきますよね?

液体→気体に少しずつなっているのです(蒸発)。

 

実は、氷の時にも水という物質は少しずつ気体になっています。

この現象のことを「昇華」といいます。

つまり、水を真空状態に放置すると

沸騰→凝固→昇華

という現象が起きるわけです。

氷は、少しずつ気体になっていきますが、

氷の上面・下面ともに気体が出ています。

 

問題は、下面に出て行く気体(水蒸気)の方です。

氷とビーカーの隙間に、どんどん気体が溜まっていくわけです。

そして、最終的にはその隙間にたまった気体によって圧力が高まり、

氷が吹っ飛ぶ、という現象が起きるのです。

 

いやー、面白かったですね。

勉強になりました。

早速、周りにウンチクをひけらかしましょう!


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