水について

質問

初歩的な事を質問しますが、氷が水に浮く理由を、密度と構造の観点から説明してください！
後、地球上の水の循環についても説明してくれるとうれしいです★
模範解答が欲しかったので、質問しました。よろしくお願いします！！

回答No.2

acacia7 · ベストアンサー

１）
まず、氷の方が水より密度が小さいから水中で受ける浮力が重量を上回るため、氷が見ずに浮く。
・ここでなぜ氷の密度が小さいのか・・
氷は水素と酸素の原子が結合して結晶構造を作る。
この際の結合は分子内部の共有結合と分子間に働く水素結合があり、
四℃程度の水の時は水素結合が弱いために、結晶構造が崩れている時にくらべ、
結晶構造がきちんとしている氷ではかえって密度が低くなってしまうのである。
また、水素結合が発生するのは水分子の持つ「くの字」型の構造と水素と酸素の原子がもつ電気陰性度の差に由来する。

２）
地球上の水の循環には大きく分けて二つある。
a)海から大気を巡る循環とb)海面から深海を巡る循環である。

a)大気を巡る循環について
海面で発生した水蒸気は陸に向かって風によって運ばれる。
陸地で上昇気流にのった場合、上昇に伴う冷却を受け、
水蒸気は凝集し、雲を生成する。
雲の水分量がさらに上昇し、許容量を超えたとき、雨となり陸地に落ち、
地面に吸収される。
その水が地下水脈や通常の河川を形成し、最終的に海に戻る。

また、赤道部では直接海面から上昇気流が発生するため、
海から雲、雨、直接海という様な単純なサイクルもある。
熱帯雨林はこのサイクルの下にあるわけで、
この上昇した大気の下降した先がサバンナや砂漠の乾燥地域となる。

b)深海を巡る循環について
地球は海面域が太陽によって暖められる為、
基本的に深海よりも表面層の方が水温が高い。
すると、低温の深海水の方が重いため、深海までをかき混ぜる様な
対流が起こらない。
＜実は四℃以下の海水では低温になるほど体積が増えたりするけど・・（＾＾；；

しかし、地球は自転運動をしており、衛星を持つため、
海水に潮汐力がかかり、地球に地球に引きずられる様になる。
これにより、生じた流れで、大陸に押しつけられた深海水は、
山にぶつかる風のごとく上昇することになる。
すると別の場所では深海にむけ、表面層の海水がもぐりこむわけである。

ここの海水の循環は数百年サイクルと考えられており、
深海に潜る海水にCO2を溶存させることで、大気へのCO2放出を
数百年先送りするという研究もある。

・・・なんてのはどうでしょう？（＾＾；；
１０年以上、化学＆環境系に居た経験を思い返して・・（笑）
のくせに一般人で自信無し。

回答No.3

rei00

模範解答になるかどうか分かりませんが，次のページは参考になりますか。

　　◎ 水の話

　「１章 　水の構造と性質」や「３章 　水資源」あたりでしょうか。

参考URL：

http://www.con-pro.net/readings/water/

回答No.1

noname#5135

>模範解答が欲しかったので

模範じゃないけど「直ぐに回答を！」なのでまずは一報．

>初歩的な事を質問しますが

初歩ほど難しい！学校の課題かなんかですか？

>氷が水に浮く理由を、密度と構造の観点から説明してください！

浮くのは，氷の方が密度が小さいからですよね．
「構造」ねぇ…
大抵のものは凝固する時収縮して密度が大きくなりますよね．
水は逆で，膨張する訳ですが，なんで膨張するか，というと難しいですねぇ．エントロピーとか絡んでくるのか？？
クラウジウス=クラペイロンの式とかあったなぁ（自爆）
そういやBiかBeも膨張するんだったかな．

>地球上の水の循環についても

これまた…
　海→雲→雨→川→海→
とかそういう単純な答えではダメだんでしょうなあ．
しかし前問との関係は？
ちなみにいわゆる地球温暖化で，「極地の氷が溶けて海面が上昇し」という話がされますが，
北極海に浮いてる氷山が溶けても海面は上昇しないんですよね．
（コップに氷水をぎりぎりまで入れて放置してみなされ）
南極大陸とかの陸上にある氷河が溶けるのはやばいとか．

では他の方の模範解答を待ちましょう★

お礼

みなさん、丁寧な解説ありがとうございました(^_^)助かります！
なんだか、これがテストにでるかもってことで聞いたんですよ～あ∥テストやだな。どーもでした☆