バケツ一杯の過冷却水に手を入れると？

質問

単なる個人的興味なんですが、仮にバケツ一杯の過冷却水があったとして、そこへ手を入れて水に刺激を与えるとどうなるのか、またプール一杯の過冷却水に寒中水泳でダイブするとやはり凍結マンモスのようになってしまうのでしょうか？

回答No.3

boson · ベストアンサー

水1グラムを1℃温度を上げるのに必要な熱量は1カロリー。
（0℃より高い温度の水も0℃以下の過冷却水も液体状態の水ではほとんど変わらない。）
一方、水の潜熱（水が氷になるときに放出する熱量）は1グラムあたり80カロリーなので
－80℃以下の過冷却水であれば、それに刺激を加えて凍らせると全ての部分が氷になります。

つまり、－80℃以下の過冷却水の入ったバケツに手を入れると全て固化するので手が抜けなくなりますし、
－80℃以下の過冷却水をプール一杯用意してマンモスを放り込めばマンモスの氷付けになります。

ですが、家庭用冷蔵庫の冷凍室で冷やした程度の過冷却水ではせいぜい－20℃程度ですので
刺激を加えて凍らせてもビシャビシャのシャーベット状にしかなりません。
（過冷却水の全ての部分が固化することはありません。必ず水の部分が残ります。）

老婆心ながら付け加えておきますと、過冷却水に刺激を加えて氷にするとき、何％が氷になるか？は用意した過冷却水の体積には依らず（バケツ一杯なのか、プール一杯なのかには依存せず）過冷却水の温度で決まります。

「－20℃程度の過冷却水を凍らせても100％が固化することは無い」という実験は簡単にできますので、ぜひお試しください。
過冷却水はペットボトル入りのミネラルウォーターを冷凍室で冷やすと簡単に作ることができますので。

お礼

おおー。ご丁寧な回答ありがとうございました。
動画サイトの実験などを見ているとシャーベット状の氷になっていたのは潜熱のカロリーが関係あったんですね。-80℃でも液体の状態で存在する水、それだけでも興味あります。
-80℃では急激に凍ることよりも温度が低すぎて手を入れるのは危険そうなので、スーパーボールのような「物体」を放りこんで観察してみたいです。とくに、どんな具合に凍結膨張するのか興味がありますね。

回答No.2

buturikyou

そおでしょおねええ～、で、実験ですが、前者はともかく後者は死ぬと思いますから止しておいてくださいね？ＹｏｕＴｕｂｅで「指フライをつくる」とかいう題名の投稿があって、何かと思ったら「指にエビフライのころもに使う材料をつけて170度ぐらいの油に入れる」というお馬鹿投稿でした・・。もちろん結末は「熱い、熱い！」と騒ぎながら指を出して大騒ぎです。ほんの一瞬で片面だけを数ミリ入れただけで、でした。と、いうことはバケツい一杯の過冷却水でも手首から先が凍傷になって切断することになるかもしれないですよ。冬山登山でやっても馬鹿だと思うのに、お止しなさい、ってば・・。プール全体で実験したら「間違いなく凍死する」でしょう・・、ま、設備投資だって大変ですから止めておいてくださいね？

お礼

はい、もちろんやりませんよｗ
No.3の方の回答にあるように-80℃ではリスクが大きそうですし、寒い思いをしながら死ぬのはいやです。

回答No.1

shiroha

おー、これは面白そうですねぇ。
きっと、バケツに手を入れて衝撃を与えた瞬間過冷却解除され手が氷に包まれると思います。ただし、過冷却の度合いにより氷の量が変わると思いますが・・・。
もし、プール全体を過冷却水で満たしてダイブしたら、凍結マンモスになりそうですね。
いやー、これは面白い。

お礼

過冷却の度合いというのがよく分かりませんでしたが、No.3さんが書いてくださったのでおそらく過冷却水の温度のことなんですね。