お湯花火

質問

マイナス３０℃以下の状況でお湯を空中にまくと花火のようなかたちができます。
http://misawa.co-blog.jp/nankyoku/3886

水ではならないとのことですが、その理由を教えてください。

回答No.2

kagakusuki

お湯から蒸発した水蒸気が空中で湯気となるからこそ動画の様に煙の様になって見えるのです。
　湯気は水蒸気が空中で凝結して出来る微小な水滴の集まりで、普通の条件であれば、空気中に拡散した際に新たな空気と混じり合う事で湯気が占めている空気中の湿度が低下するため、直ぐにまた蒸発して目に見えない状態になってしまうのですが、マイナス３０℃以下という低温下では、湯気の水滴(実際には氷の粒になります)も低温となって蒸発し難くなるため、煙状になった湯気が消えずに空中を漂う事になる訳です。

　水で同じ事をやろうとしても、お湯の場合と比べて、水から蒸発する水蒸気の量はかなり少ないため、煙状になって見える湯気が少な過ぎて、きれいな花火にはなりません。

回答No.1

noname#212313

ムペンバ効果として知られている現象です。お湯のほうが水より早く凍ることがあるという現象なのですが、理由などはまだはっきり分かっていません。ウィキペディアなどに解説があります。

・ムペンバ効果（ウィキペディア）
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A0%E3%83%9A%E3%83%B3%E3%83%90%E5%8A%B9%E6%9E%9C

　上記サイトにもありますが、ムペンバという人がアイスクリームを凍らせるときに、まだ温かいまま冷凍庫に入れたら、冷やしてから入れるより早く凍ることがあることに気づいたのが最初の発見です。その後、非常に冷たい環境でお湯を撒くと起こりやすいことが分かって来て、お示しのようなデモンストレーションがよく行われています。

　この現象があると知らないと、物理学者でも（むしろ物理学者だからこそ？）「お湯の方が早く凍るなど、あり得ない」と一蹴することがあります。