過冷却の原理

 過冷却とは、簡単に言うと、水が凍るはずの0℃(凝固点)以下になっても、氷にならないで、液体のままになっている現象のことです。水だけでなく、いろんな液体にも当てはまることですが。

過冷却水が注目されたのは、振動などの刺激を与えることで、急速に凍るからです。
見た目が面白い現象なのと、過冷却の実験は、とくべつな装置を必要としないため、夏休みの自由研究などでも人気の物理現象ですね。



↑↑これなんだ? - 自由研究におすすめ


 簡単に純水での過冷却の原理を説明すると…。

液体は、分子が動き回っています。
凍って固体になるというのは、分子同士がくっついて、結晶化するということ。
この結晶化するには、核となるもの、不純物や、振動などのきっかけあった方がいいんです。
水をゆっくりと、均一に冷やしていくと、凍るきっかけがなく、0度以下になっても、凍らずに、過冷却水になることがあるのです。

過冷却水の冷凍庫での作り方

 過冷却水がつくれると、おもしろいことができます。

過冷却水を注ぐと、その衝撃でどんどんと注がれた水が凍っていきます。^^

過冷却水の作り方を解説します。
500mlのペットボトルに、4分の3程度水を入れてキャップを閉めて、冷蔵庫の冷凍室でゆっくり冷やします。
均一に冷えるように、4、5時間冷凍室を開けないようにしましょう。ペットボトルをタオルで包んだり、保冷効果のあるペットボトルホルダーに入れると、成功率が上がると思います。
水道水でうまくいかない場合には、精製水で試してみましょう。
薬局などで手に入ります。コンタクトレンズ用のものもありますね。
成功するかどうかは、冷蔵庫の性能にもよります。冷凍庫を、−5度に設定するか、冷蔵庫のチルド室などでもいいようです。
お皿に冷却水を注ぐ実験をする場合には、お皿も冷やしておくといいでしょう。

雪国などで見られる樹氷も、雲の中で過冷却状態の水滴が木にぶつかって、一瞬で凍ってできる現象なんです。

コカコーラが、専用の冷蔵庫を使って、蓋を開けると凍るドリンクを開発中だとか…。その名もSprite Super Chilled。スプライトです。^^
ちなみに英語だと、過冷却はスーパーコールド(supercooling)と言います。

過冷却水を作る専用の冷蔵庫もあって、過冷庫「マジコール」というのです。→過冷庫 マジコール ロング 2D-80【smtb-KD】
マジで凍るってことでしょうね…。^^