no title

 ペットボトルに入れた水を、寒い冬の戸外に放置した後でひと振りすると、急速に全体が凍る様子が映し出された映像が話題となっている。

 この瞬間芸の裏の科学は、水が液体から固体に変化する仕組みと関係がある。

 まずはその映像を見てみよう。
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Left a case of water out and got to witness “snap freeze.” from gifs

過冷却状態にあった水に振動を加えることで起きるスナップフリーズ


 通常、周辺の温度が0℃になると、水は結晶化して氷になり始める。だが、この結晶化のプロセスには、水の分子が自らを整列させることができる核という基地が必要だ。水が純水に近いと結晶化は起きず、氷点下でも液体の状態を保持している現象のことを、過冷却と言う。

 動画でわかるように、瞬間冷却はちょっとボトルをシェイクして、このデリケートな過冷却状態が崩れたときに起こる。

1


過冷却状態はマイナス40℃を超えると起きやすい


 ボトルを揺らすと、ボトルの内側から小さな霜片が取り除かれる。そのため、核生成部位が失われて隙間ができ、残った氷の結晶が互いに大きくなってたちまち固まる、つまり凍るというわけだ。

 水がどれくらい密に凍るかは、戸外の気温によるが、この動画からはわからない。水は氷るときに1グラム当たり80カロリーの熱を放出する。一般家庭のキッチンにあるくらいの冷凍庫の温度では、それほど氷点下にならないため、ボトルの水がガチガチに凍ることはない。

 実は水は凍りながら熱を放出していて、残りの水を液体状態に保っているため、凍っているといっても実際にはシャーベット状態になっている。しかし、この過冷却状態がマイナス42℃くらいの非常に低温になると、ボトルの水が急速に凍る。


沸点に達するときにおきる「過熱状態」


 水がこうした奇妙な挙動を示すのは、液体から固体になる氷点下のときだけではない。沸点に達したときも起こることがある。

 温度が100℃以上になっても気化しない過熱状態のことだ。過冷却と同様、水が純水に近く、容器の内側に凹凸がなく、核形成部位ができないときに起こる。過冷却水の氷の結晶同様、沸騰が始まると出てくる気泡がくっつくところがないからだ。

 だが、過熱状態の液体は、過冷却の水よりも危険だ。揺すると氷になるのではなく、いきなり気体となるため、非常に熱い液体が爆発的に噴き出すことがある。


Superheating of water (Mythbusters)

 電子レンジで水を沸騰させるとこうした噴出が起こり、第2度熱傷の危険を伴うことがあるので注意が必要だ。

References:reddit/ translated by konohazuku / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 14:50
  • ID:hq.6NOXV0 #

数年前に一部のコンビニで、この仕組みを利用した炭酸飲料が発売され話題になったのを思い出した。特殊な冷蔵庫を使うため一部店舗限定だとか。今でも売ってるんだろうか。

2

2. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 15:07
  • ID:2vIfmsP70 #

※1
山形県民だが、普通にセブンイレブンにあるよ

3

3. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 15:17
  • ID:rga.eel.0 #

コーラを一瞬でシャーベットにする動画を見たことある

4

4. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 15:29
  • ID:yMfuqiBH0 #

関係無いけど電子レンジで生卵を加熱すると爆発するので注意しましょう
爆発するギリギリまで加熱した場合だと殻を剥いて食べようとした瞬間に爆発するという爆弾になりますので注意しましょう

5

5. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 15:45
  • ID:ujYbVs.r0 #

過冷却って言うんだっけ。

6

6. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 15:57
  • ID:RvsZSiHp0 #

コーラ(おいしい)+炭酸(おいしい)=最大級においしいコーラ

7

7. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 16:03
  • ID:qkJFnAx10 #

結構よく見る画だけど

8

8. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 16:15
  • ID:BlPkVNaU0 #

ただの過冷却じゃ?

9

9. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 16:24
  • ID:mCGrHvY20 #

すげー 魔法じゃん!

10

10. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 16:25
  • ID:EjiOOn700 #

家庭用冷凍庫でもペットボトルにタオル巻いてゆっくり冷やせば出来たよ、5時間ぐらい冷したかな。時間がわりとシビア。

11

11. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 16:25
  • ID:mlmcICiP0 #

熊本のセブンでも売ってる

12

12. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 16:43
  • ID:XhYA5ru50 #

※1
ttp://www.cocacola.jp/spn/icecold/list_tokyo.html

増えてる

13

13. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 17:00
  • ID:D5UFgeNd0 #

下は突沸?
石灰石ポトン?

14

14. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 17:13
  • ID:tt0ksovV0 #

家庭用冷凍庫でもペットボトルとタオルを使えば過冷却にできる技が一時流行ったよね

15

15. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 17:27
  • ID:b.UKhg6m0 #

こちとら道産子ですが、今時期車に置いてある箱買いの炭酸水を飲もうと思ってちょっと衝撃与えると、みるみる凍ります。とか、飲もうとキャップを開けた途端凍ったり。おそらくマイナス10〜12度を下回って一晩程度の時間で過冷却になるかと。

16

16. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 18:18
  • ID:Z67e53dv0 #

動画に出てるオッサンのヒゲに目を奪われた

17

17. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 19:41
  • ID:hq.6NOXV0 #

米1だけどコンビニでの販売続いてるんだね。※12のリンク見たら自分の県は未取扱だわ。
情報くれた人達ありがとう。

18

18. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 19:43
  • ID:z.gwVYfq0 #

実家にある松○の冷蔵庫が得意で見慣れた現象になってしまった。
2時間程度水の入ったペットボトルを冷凍庫に入れて出してみると水のまんま。
ボトルを強くもむとあっという間に凍結する。
初めて見たときは感動したなw

19

19. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 19:56
  • ID:XKh.ymEu0 #

全然関係ないけど突沸の動画で実験してるオッさんの一人が頭に銀色のアルミみたいなもの被ってるのが気になって眠れない

20

20. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 19:56
  • ID:NoMLBUh.0 #

昔、テレビ番組の「伊東家の食卓」でやってなかったかな?
3時間冷凍庫に入れておいて、一気に振るとシャーベットができる!とかなんとか。
何回かチャレンジしたけど成功したことなかったわ。

21

21. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 20:49
  • ID:NPiygl.O0 #

こいつは過冷却の水だ。氷相当官なのだ。

22

22. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 22:03
  • ID:Pzs3Ipj90 #

※13
探偵ナイトスクープでやってたね 

23

23. 匿名処理班

  • 2018年01月22日 23:41
  • ID:z.o6qX670 #

0から4℃の間の液体は、水と氷の中間。ちょっと衝撃を与えると、一瞬で氷になります。
今から20年前、日本の冷凍機メーカーが、0℃ぎりぎりを保つビヤガーデン用のサーバーを開発。
「カンパーイ」とジョッキをぶつけると、ビールが凍るというのを実現しました。
株式一部上場企業ですが、名前は失念しました。

24

24. 匿名処理班

  • 2018年01月23日 01:19
  • ID:SRnLjPoe0 #

 過熱状態水は、日常でもよく見られますよ。
 鍋に張った水をゆっくり加熱すると、沸騰温度に達しても沸騰せず、塩や麺を入れる等のきっかけを与えてやると、爆発的に沸騰するのを、子供の頃に偶然、発見し、何度も試したのを思い出します。

25

25. 匿名処理班

  • 2018年01月23日 01:28
  • ID:i3EAT1Wo0 #

過冷却という「状態/現象」
スナップフリーズという「現象」

26

26. 匿名処理班

  • 2018年01月23日 10:59
  • ID:xsYwbXRs0 #

「怪しい伝説」じゃないか! 久しぶりに見たぜ!

27

27. 匿名処理班

  • 2018年01月23日 11:30
  • ID:F9JAuHNO0 #

水入れた500mlのペットボトルを冷凍庫から出して
「あれ?凍ってないや…」
で1回ふったらいきなり凍ってビックリした経験がある

28

28. 匿名処理班

  • 2018年01月23日 13:56
  • ID:PRVuJ6bk0 #

チューペットがいつまでたっても凍らないから頭にきて冷凍庫で殴ったら一瞬で凍ったよ

29

29. 匿名処理班

  • 2018年01月23日 14:38
  • ID:ww.NaVr30 #

過熱の方は味噌汁の温めなおしとかでも起きるので怖い

30

30. 匿名処理班

  • 2018年01月23日 16:15
  • ID:CDuESzMm0 #

水は、4℃のときが一番重いから…ちょっと損した感が…(いや、忘れてくれ

31

31. 匿名処理班

  • 2018年01月23日 19:09
  • ID:UnjwfyUz0 #

朝フロントガラスが濡れてるなーって思い、気にせずエンジンかけたら急に真っ白になって霜がカッチコチにこびり付いたんだけど、ひょっとしてこの現象に近いのかな?

32

32. 匿名処理班

  • 2018年01月23日 21:17
  • ID:usm4XmTL0 #

突沸は割と簡単に見れるけど、過冷却はコツがいるね

※20
ファイブミニだっけ?

33

33. 匿名処理班

  • 2018年01月23日 22:47
  • ID:N8tWQphQ0 #

こういう現象があるのは知っていたけど、実際見るとやっぱり神秘的で面白い。

※4
ナイトスクープで小枝探偵がやってたやつですね。
「塩ある?」

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