氷が水に浮くのはなぜ?

氷が水に浮くのは、軽いから

氷が水に浮くのは軽いからです。簡単ですね。でも軽いってどういうことなのでしょう?突然ですが、1キログラムの鉄と1キログラムの綿はどちらが軽いでしょう?答えは「同じ」です。でも綿の方が軽いですよね?軽いかどうかは、同じ量(体積)で比べなければいけないということです。

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重いor軽いはどうやって決まるのでしょう?

同じ量で比べたとき、ギュとつまっているかどうかが大切です。鉄は鉄自体がギュっとつまっているため重く、綿は空気も含みつまっていないため軽いのです。

氷が軽くなるのは、体積が大きくなるから

水は氷になると量(体積)が大きくなります。温度が下がると水のときより水の粒が距離をとって並ぶため大きくなります。これは水の大切な特別な性質です。水以外の物質の多くは、温度が低くなると、粒がギュッと集まって小さくなります。

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密度

ギュッとつまっているものやその反対でスカスカなものを表す数値として「密度」というものがあります。密度が大きいほどギュッとつまっているといえます。

軽いと浮くのはなぜ?

さて、水が氷になると密度が小さくなり軽くなるため浮くのでしたね。では、そもそも浮くとはどういうことなのでしょう?浮くためには、その物の重さより大きい「浮力」というものがはたらく必要があります。

浮力のしくみ

浮力とは、何かの液体や固体のなかにある物質が上からの力と下からの力に差があるために生じる力です。例えば水の中だと深いところほど水の力が大きくなるため、物の上下に生じる力の差が浮力となるのです。

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まとめ

水は氷になると大きくなり密度が小さくなります。つまり軽くなります。軽くなると氷の重さより、浮力の方が大きくなるため、沈まずに浮くことができるのです。氷の体積が水の体積より大きくなる理由を説明するにはまだまだたくさんの説明が必要です。気になる人は学んでみてはいかがでしょう?

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