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某研究室のHP管理人がぼやくblog


by sukura_shinya
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エコパックカイロの原理を簡単にに引き続き。

前回は水をゆっくりと冷やすと0度未満になっても凍らずに水のままで存在する過冷却という現象が起きることを説明しました。

過冷却は水に限らず、液体(気体)を冷やしていく時に、固体(液体)になるべき温度以下になっても固化(液化)しない現象、もしくは状態を言います。実は、飛行機雲もこの過冷却によって生じるのですが今回は割愛。
また、この過冷却状態の液体(気体)に振動や小さな結晶をいれると瞬く間に固化(液化)が起きます。

エコパックカイロの中身の液体は室温では固体になるべき温度なのですが固化せずに液体のまま、つまり過冷却の状態にあります。この過冷却状態の液体に金属板で刺激を与えると中身が固化するのです。
では、なぜ液体から固体になると熱を発生するのでしょうか?実はココからの説明を簡単にしようと思うと結構難しいのです。


まずは、気体、液体、固体の復習については下記リンク先を参考にしてください。
ものの3つのすがた:固体⇔液体⇔気体の変化
1-1物質の三態

水を沸騰させると全ての水が沸騰するまで水は100℃のままです。どんなに熱を加えても水は100℃のままです。では、この熱は何に使われているのでしょうか?
答は、水が蒸発する為のエネルギーに使われているのです。これを蒸発熱あるいは気化熱とも言います。
気化熱は、注射の前にアルコールを湿らせた脱脂綿で消毒しますが、その消毒した部分がスーっと冷えた感じがしたり、打ち水をすると周りの温度が下がる時に体感することができます。これらは、液体が蒸発する際にエネルギーが必要なので周りの熱を奪い、周りの温度が下がるためです。
つまり、液体が蒸発すると周りの熱を奪う=周りの温度が下がるのです。
(水の沸騰では加熱に使われている熱を蒸発熱として奪うので温度が一定になっています)

では、逆に気体が液体になるときはどうでしょうか?
答は周りに必要ない熱を発する=周りの温度が上昇するのです。これは、液体と固体との関係でも同じで液体が固体になる際も、必要の無い熱を発するので周りの温度が上がるのです。

つまり、エコパックカイロは過冷却状態の液体に金属板で刺激を与えると中身が固化する際に発生する熱を利用したカイロということです。

ならば、どうして液体から固体になるときに熱の出入りがあるのでしょうか?
とドンドン突き詰めていくのが科学の面白いところです。
2回で終わらせるつもりだったんですが、3回目へと続くかも。
# by sukura_shinya | 2005-03-02 15:35 | 実験
休むに似たり:エコパックカイロの仕組み
Grebe’s soup nesting style - エコパックカイロ

上記blogさんからトラックバックを頂きましたが、仕組みがチンプンカンプンということなので、より簡単に説明したいと思います。
エコパックカイロは過冷却という性質をつかっているので、先ずは過冷却についての説明を。

小学生か中学生かは忘れましたが、理科の「物質の三態(固体、液体、気体)」の単元で氷を暖めながら、あるいは水を冷やしながら温度をグラフにプロットするという実験があったと思います(教育課程で異なるかもしれませんが・・・)。
この実験で上手にゆっくりと水を冷やしていくと下記のようなグラフができます。

エコパックカイロの原理を簡単に_b0053166_1961421.gif

水を冷やしていくと、0度以上では水ですが0度になると水が氷になり、全ての水が氷になるまでどんなに冷やしても0度のままです。水が全て凍ると、また温度が下がり始めます。
水は0度で氷になるのですが、水をゆっくりと振動を与えないように冷やしていくと零下なのに水が氷にならず水のままという現象を観察することができます。これがグラフの赤い矢印の過冷却状態です。
この過冷却状態で振動を与えたり、小さな氷を入れると一瞬にして水が氷になります。これはエコパックカイロで中の金属板をパチンとした後に中の液体が固体になる現象と同じです。

過冷却の実験の動画は授業の道具箱で見ることができます。

どうして、熱が出るのかは次回。
# by sukura_shinya | 2005-03-01 19:29 | 実験

追い出しコンパ

昨晩は研究室の追い出しコンパ
7時から開始で終わったのは11時過ぎと相変わらず、当研究室のイベントは長い。
ただし、今回はそんなに長く感じませんでしたが。

料理はおいしいのですが量が多くて皆さん参っていた様子です。全部で7品あったと思うのですが、僕は4品目でダウン気味でした。しかも、お好み焼き屋なのでラストの一品はお好み焼きとボリュームタップリで全然片付かないし。

別れもあれば出会いもあるというわけで、M2の皆さんご苦労様。4月からは新4年生が研究室に配属されますが、どんな人が来るのやら。
# by sukura_shinya | 2005-03-01 18:22 | 研究室

研究室の追い出し0次会

研究室の追い出しの0次会でボウリングに行ってまいりました。
コンビ形式にて、最初は練習だったんですけど我ながらそこそこの成績。
2回目は本番だったんですが、ガタガタでした。スコアにGがたくさん・・・。とうぜんビリでした。
3回目はコンビ変更。ようやくストライクを一個出せました。

研究室の追い出し0次会_b0053166_16495553.jpg

NOVAに入会した際に貰ったNOVAうさぎの玉乗り写真を載せてみました。
# by sukura_shinya | 2005-02-28 16:53 | 日記

麺創房無敵家

所用で池袋に行ってきたので麺創房無敵家でらーめんを食べてきました。

麺創房無敵家_b0053166_22453627.jpg

本丸げんこつめんを食べました。「家」ってついてるから横浜家系なんですかね?
並んでるだけあってそれなりの味でしたが、わざわざ池袋に食べには行かないよなぁ。
# by sukura_shinya | 2005-02-26 22:51 | らーめん