おなじ温度・大きさ・重さの水銀の粒をふたつくっつけると、温度はどうなるの?

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★科学★
問題:重さ1gでおなじ温度、おなじ大きさの水銀の粒が2つあったとします。
■2粒をくっつけて2gの水銀の1粒をつくったとき、温度はどうなるのでしょうか? 「水銀の粒は外部と熱エネルギーをやりとりしない」という条件で考えてみてください。
[い]大きく下がる
[ろ]わずかに下がる
[は]変わらない
[に]わずかに上がる
[ほ]大きく上がる
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[に]わずかに上がる
説明:大きな粒の表面積は、もとの2つの粒の表面積を合計したものより小さくなるらしい。表面積が減るため、大きな粒の水銀をその形態にとどめておくのに必要な表面張力も減少するそうです。表面張力の総和は表面積の大小に比例するらしい。
■エネルギー保存の法則に従い、表面張力の減少で余ったエネルギーが、大きな粒の温度を上昇させるそうです。裸の水銀は危ないのでなかなか試せませんが、参考資料*1によれば、そういう結果になるらしい。
■表面張力といえばアメンボを思い出します。連中は表面張力だけで水面に浮き、すいすいと暢気(のんき)そうに移動しています。幸いにして水は表面張力の大きな物質なんだそうです。似たように透明な液体であっても、酒(エタノール)の上では、アメンボは沈んでしまい、窒息して土左衛門になるかもしれません。
■液体の表面張力はmN(ミリニュートン)/m(メートル)という単位で表現されるそうです。水は72.75でなかなか表面張力の強い液体らしい。エタノールは22.55、メタノールは22.60とのこと。アルコール類は表面張力が低いようです。水銀は476.00と最強クラスの表面張力があるらしい*2。
■どの物質も、温度があがると表面張力が弱まるそうです。分子の活動が活発になり、分子間の斥力(せきりょく)になるからとWikipediaには記されています。
■逆にいえば、温度が下がると、表面張力は強まるらしい。分子間の斥力云々のお話は素人にはいまひとつ意味がわかりません。でも温度低下で表面張力強化の関係は、感覚的に理解できます。寒いときにはだれでも身体を縮めたくなります。猫も炬燵で丸くなります。猿は群れで猿団子をつくります*3。動物も液体も冬には表面張力があがるのかもしれません。違うか。
◆参考*1:書籍「おもしろ物理雑学 目からウロコ編」初版16頁、クリストファー・ヤルゴスキー/フランクリン・ポッター著、茂木健(たけし)訳、ISBN4-07-231225-8、主婦の友社
◇*2HP「表面張力 - Wikipedia」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%B5%E5%8A%9B
◇*3HP「寄れば暖か「サル団子」-土庄町・お猿の国 | 香川のニュース | 四国新聞社」
http://www.shikoku-np.co.jp/kagawa_news/locality/article.aspx?id=20070202000124

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