勉強

水の性質について理系大学生のhuoが例なども使いながらわかりやすく解説

huo

こんにちはhuoです

今回は、水の性質について理系大学生のhuoができるだけわかりやすく解説していきたいと思います。

水の性質とどんなものがあるのがあるのだろうかと疑問に思っている人の参考になると思います。

この記事では、水の性質を7つ紹介しています。

水は性質一つ目 溶かすことができる

水の一つ目の性質は、水は多くのものを溶かすことができるということです。

ここでいう水は、水道水だけでなく海水なども含みます。

水は、砂糖や塩も溶かすことができることは、知られています。

ミネラルウォーターという言葉を聞いたことがある人が多いと思いますが

水には、多くの元素が含まれておりミネラルも多く溶け込んでいます。

海水には60種類以上の元素が含まれていると考えられている。

水分子だけの水のことを純水といいます。

塩などが溶けるシステムを簡単に説明

ここで、塩などが溶けるシステムについて簡単に解説する。

私たちがよく使っている食塩は、Naclという化学式で表される。

このNaclが水い入ると、Na+(ナトリウムイオン)とcl-(塩化物イオン)に分解される。

この分解されることを水和といいます。わかれた二つのイオンの周りを水素分子が覆うことによって水に溶け込み水の色は、変わらないけど甘くなったり塩辛くなったりする。

水にも塩などが解ける量は決まっているため上限を超えると塩などが溶けなくなる。

水の性質二つ目 密度

個体の氷よりも水の方が密度が高いという性質。

普通の物質の場合、気体、液体、個体の順に密度が高くなっていく。

密度は、どんだけ分子が詰まっているかの度合いを示したもの。

普通の物のイメージは、個体は、ギュギュっと詰まっている感じで液体は、少し自由になり

動くことができ、気体になるとどこでも自由に行動がとれるようなイメージで覚えておくといいと思います。

氷を水の中に入れると浮くがこれは氷の密度が水の密度よりも小さいために起こる現象なのです。

水は、多くの水分子で構成されており会合体になっている。

会合は、二つの分子(ここでは、水と酸素)が2個以上結合することで一つの分子になることをいう。

会合することにより他の物質よりも隙間が生じてしまう。

個体の氷になったときこの隙間が液体より体積を大きくさせてしまうため氷が水に浮く現象が起こる。

捕捉をすると水も会合しているが分子が比較的に自由に動くことができるため隙間の影響を受けにくい。

水の性質三つ目 熱伝導率

水の性質三つ目は、熱を伝える力(熱伝導率)が高いという性質。

金属の熱伝導率方が高いので誤解しないでください。

水は、アルコールなどの液体と比べたとき熱伝導率が高いことがわかっています。

この熱伝導率が高いと迅速な体温調節を行うことができます。

金属は、水の熱伝導率の数百倍のものが多く存在します。

水の性質四つ目 気化熱と融解熱

水の性質四つ目は、気化熱と融解熱が大きいという性質です。

気化熱とは、液体が気体になるときにかかる熱量のことをいう。

融解熱とは、液体が個体にかかるときかかる熱量のことをいう。

気化熱が高いとその物質は、蒸発しにくいということがわかります。

水の気化熱は、2250(kj/kg)です。エタノールは393(kj/kg)、水銀は285(kj/kg)なので

水が異常に高いことがわかります。

水の融解熱は、335(kj/kg)という値です。

融解熱が高いと凍りにくい物質であるということがわかります。

この値は、他の物質と比べると高い値になります。

鉄は、25.1(kj/kg)、エタノールが約50(kj/kg)、銅が174(kj/kg)。

ここで一つ豆知識

病院にいって注射をうつときエタノールを皮膚に塗るのですが

エタノールを塗られた時冷たいと感じた人が多いと思います。

私もなんで冷たく感じるのか小さいこと疑問に思っていました。

理由は、エタノールが蒸発するときに熱を奪うからです。

気化熱のところでエタノールの気化熱は、水の約六分一で蒸発しやすいことがわかります。

気化熱が300台くらいなら早めに蒸発することがこの現象からわかります。

水の性質五つ目 沸点、融点

水の性質五つ目は、沸点、融点が高いという性質です。

沸点は、液体が沸騰する温度のこと。

水の沸点は、100℃で硫化水素は、‐60.7、エタノールは78℃、酸素‐183℃、食塩が1413℃である。

融点は、個体が液体に溶けるときの温度のこと。

水の融点は0℃、硫化水素は、-85.5℃、エタノールは2.4℃、酸素は、-218℃、食塩は801℃である

水どうしの結合が強いため沸点、融点が他とくらべ高い値になっている。

水の性質六つ目 比熱容量

水の性質六つ目は、比熱容量が大きい性質です。

比熱容量とは、ある物質を1℃温めるのに必要な熱量のことをいう。

水は、4.2(kj/kg/・k)、エタノールは2.4(kj/kg/・k)、銀は、0.23(kj/kg/・k)でありほかの物質よりも

比熱容量が高いことがわかる。

水は比熱容量が高いため急激な温度変化が起こりにくく体温の調節に役立っている。

水の性質七つ目 表面張力

水の性質七つ目は、表面張力が強いことです。

表面張力とは、表面積を小さくするために働く力のことを指します。

水をコップ並々まで入れると水が少しコップからはみ出ているがこぼれない現象がおきます。

これは、水分子どうしが互いの結合で引っ張りあっているため起こっています。

まとめ

水は、地球に多く存在し様々な性質を持っている。

水は、私たちの生活に欠かせないものでありとても身近なものである。

地球には、多くの水が存在するがその多くは、海水、氷山、地下水など人が利用するには難しく地球に存在する数パーセント程度の水しか人は利用することができない。

近年は、地球温暖化による異常気象なども影響し水不足になる問題も生じ始めている。

水がないと生物は、生きていくことができないためこれからも水を大切に使っていってほしい。

ABOUT ME
huo
理系大学1年生(19歳)からブログを始めたhuoです。 趣味は漫画、アニメ、バスケ、スポーツ観戦です。 漫画は一年で500冊以上読んでおり今までで3500以上の漫画を読んできました。大学生で学んだことや趣味のマンガについての記事を書いています。