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zoom RSS 世界唯一の特徴を持つ硬貨? 日本の1円玉。身近にあるいちばん純粋な金属なの?

<<   作成日時 : 2014/12/10 08:46   >>

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★科学★
問題:世界に硬貨が何種類あるのかはわかりませんが、1円玉以外の硬貨はみんな水に沈むそうです。1円玉はアルミニウム100%であり、比重は2.7ぐらい、重さは1gらしい。比重としては沈む理屈ですが、ご存知のとおり、水は表面張力が強い物質です。上手に載せると、沈まないこともあります。
■1円玉は直径が2cmだそうです。天秤の錘(おもり)にも使えるし、物差しがわりにもなる。なかなか合理的な設計ですね。科学立国日本を地味に支えているのかな。
■では表面に彫られた模様を無視し、均一だと考えた場合、厚さは何mmでしょうか? 軽い頭の体操になりそうです。底面積は1×1×π≒3.14平方cmですね。一方1gのアルミニウムは、体積が1立方cm÷2.7≒0.37立方cmです。で、厚みは0.37立方cm÷3.14平方cm≒0.118cm。計算の結果としてはそんなものです。でも実際に10枚重ねて厚みを計ってみると、15mmぐらいあるようです。1枚当たりは1.5mmほど。模様がそれだけ深く彫られているのでしょうか。
■それはともかく、アルミニウムは身近にあるいちばん純粋な金属だそうです。鉄は身近でよく見られます。でも多くはステンレスやトタン、ブリキのような合金、あるいはメッキが施されているらしい。すぐに錆びがつきますからね。
■わしの金庫には純金の延べ棒がうなっておるぞ。酸化被膜がついていないぶんだけ、こちらのほうが純粋だろうが。感じ悪いご指摘ですが、たしかにそれは事実らしい。アルミニウムはごく薄い酸化被膜がつくそうです。純金は簡単には酸化しませんので被膜がつかないらしい。
■酸化被膜のせいで1円玉は計算よりも厚みがあるように見えたのかな。化学に強いと自称する知合いに聞いたら、一般には酸化被膜はnm(ナノメートル)単位だそうです。nmは0.000001mmとのこと。1円玉10枚分、20層の酸化被膜の合計は1μm(マイクロメートル)にもならないらしい。μmは0.001mmだそうです。酸化被膜が影響しているとする仮説は消えたようです。
■アルミニウム製品では、アルミ箔(アルミホイール)も100%のアルミニウムだそうです。ではここで実験です。ご家庭にある幅25cmのアルミ箔を25cmほどの長さで切り、正方形の真ん中あたりを、下からマッチの火で炙(あぶ)ります。穴は開くのでしょうか?
[い]マッチ1本で簡単に穴が開く
[ろ]マッチを何本も使って長く炙ると穴は開く
[は]マッチ1本では開かないが、2本を使いやりかたを工夫すると開けることができる
[に]なかなか開かない
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[ろ]あるいは[は]が正解
説明:アルミニウムは熱をよく伝える物質のようです。鉄の3倍近く、ガラスの236倍もよく熱を伝えるらしい*3。アルミニウムよりも熱を伝えるのは、金・銀・銅・ダイヤモンド、そしてカーボンナノチューブだそうです。
■熱をよく伝えるということは、1箇所に熱がたまらず、四方に拡散しやすいということのようです。アルミニウム箔の端っこを持っていたとしても、すぐに指先まで熱がやってきて温かみを感じるのかもしれません。
■部分に集中しないので穴はあきにくい。で、マッチで穴を開けるには次のようにするそうです。正方形のアルミ箔の上の表面の真ん中に未使用のマッチを1本セロテープで止めます。その頭のあたりを下の表面からマッチで炙ります。熱伝導率が高いので、上のマッチにはすぐに火が付きます。発火するとき、上下から熱を加えられたアルミ箔は熔けてしまうようです。穴があきます。
■実験してみようとしましたが、マッチがありません。やむをえず100円ライターの首の長いやつを使ってやったら、なんと簡単に真ん中に穴が開きました。これじゃ駄目じゃん。
■調べてみたら、マッチの炎は「軸木に燃え移ってからの温度は400度C」ほどだそうです*4。一般的なライターの炎は約800度Cとのこと。なるほど。マッチの先端部分は頭にある薬という意味でしょうか「頭薬(とうやく)」と呼ばれているようです。これが燃えているときの温度は1000度C〜1500度Cとのこと。なかなかの高温です。それで穴があくようですね。
■なお、実験なさる場合は、火事や火傷に十分注意し、流しや風呂場などすぐ水の使える場所で行なってください。
◆参考*1:書籍「化学マジック・タネ明かし」新書初版150〜156頁、山崎昶(あきら)著、ISBN4-06-132755-0、講談社
◇*2HP「あなたは知ってる?日本の硬貨に関するトリビア・雑学 - NAVER まとめ」
http://matome.naver.jp/odai/2133295329891652901
◇*3HP「熱伝導率 - Wikipedia」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E4%BC%9D%E5%B0%8E%E7%8E%87
◇*4HP「こんなマッチ知ってる?:マッチの燃える炎の温度」
http://www.matchclub.net/etc/uno61.html

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コメント(2件)

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1円とはいえ、お金ですから、もったいないので、ねこのひげはやめときます。
ねこのひげ
2014/12/14 07:39
コメントをありがとうございます。

 1円玉がたくさんあると、かえって始末に困ります。銀行で両替してもらおうと思ったら、伝票を書かされたりしてちょっとした時間と手間がかかります。
 両替が有料の場合もあるそうですね。変な話です。バブル崩壊のとき、国民の税金を何兆円も使って救われた恩を忘れたのかな。
(^^;)
ねこのひげ様<素町人
2014/12/14 09:28

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