氷が水にうくのはなぜ?きなこと図解でやさしく解説

水を満員電車、氷を手をつないで輪になった人たちにたとえた比較イラスト

目次

🤔 ねえ、なんで氷はうくの?

「ねぇ、なんで氷はコップの水にうくの?」

キミも、つめたいジュースを飲むときにふと気になったことがあるかもしれないね。おとうさんやおかあさんに聞いてみたら、「うーん……かるいから?」って困っちゃったこと、あるんじゃないかな。

じつはきなこも、おんなじことがすっごく気になってたんだ!だから、いっしょに調べてみよう!

🦊 きなこの3秒こたえ

氷は水よりちょっとだけ軽いから、ぷかっとうくんだよ!

氷が水にうくのは、水がこおるときに分子が手をつなぐように広がってならび、おなじ大きさでも水より約8%かるくなるからだよ。

水がこおると、なかのちっちゃな「つぶ」——水のぶんし(分子)っていうんだけど——がみんなで手をつないで広がるんだ。すると、おんなじ大きさでもスカスカになって、水よりかるくなるんだよ。だからぷかっとうくんだね!

📖 もうちょっとくわしく ── 氷がふくらむひみつ

水が氷になるとき、なにが起きるの?

水のなかには目に見えないちっちゃなつぶ——ぶんし(分子)がたくさんいるよ。ふだんの水のときは、このつぶたちが自由に動きまわっているんだ。

でもね、水がつめたくなってこおると、つぶたちは動くのをやめて「きちんとならぶ」ようになるんだよ。このとき、六角形(ろっかくけい)——ハチの巣みたいなかたちに並ぶんだって。

水の分子が液体のときは自由に動き、氷になると六角形に並んですきまができることを示した比較図

「手をつなぐ」とすきまができる

ここがいちばんおもしろいところだよ!水のつぶたちがきれいにならぶと、つぶとつぶのあいだに「すきま」ができるんだ。

まんいん電車にぎゅうぎゅうに乗っているのが「水」だとしたら、みんなで手をつないで輪になっておどっているのが「氷」なんだよ。手をつなぐとからだのあいだがあくでしょ?だから氷はちょっとだけふくらむんだ。

水を満員電車、氷を手をつないで輪になった人たちにたとえた比較イラスト

おんなじりょうの水なのに、こおると大きくなる——つまり、かるくなる。かるいものは水にうくから、氷はぷかぷかうかぶんだね!

おうちでかんたん実験!コップで確かめてみよう

じゃあ、おうちでたしかめてみよう!よういするものは、コップとお水と氷だけだよ。

  1. コップにお水をいれてね
  2. 氷をそーっと入れてみよう
  3. 氷がうくかどうか、よーく見てみてね

ぷかっとうかんだかな?氷のあたまがちょっとだけ水の上に出ているのが見えるはず。これは、氷が水よりちょっとだけ軽いからなんだよ。おとうさんおかあさんといっしょにやってみてね!

コップの水に氷を入れたとき、氷の一部が水面から出て浮いているようすのイラスト

💡 なるほどポイント ── 氷がうくから魚は冬も元気!

もし氷がしずんだら、湖はどうなる?

えっ、知ってた?もし氷が水よりおもくてしずんじゃったら、冬の湖はたいへんなことになるんだよ。氷がどんどんそこにたまって、湖ぜんぶがカチコチにこおっちゃうかもしれないんだ。

でもね、氷がうくおかげで湖の上だけがこおって、水の中はつめたいけどこおらないんだよ。だから魚たちは冬でもげんきにおよいでいられるんだって。氷がうくって、いきものたちにとってもすごく大事なことなんだね!

(おとうさんおかあさんへ:「もし氷がしずんだらどうなる?」「ほかにうくものはなにがある?」と聞いてみると、子どもの考えるちからが広がりますよ!)

🦊 きなこからのひとこと

氷がうくのは、水のつぶたちが手をつないで広がるから。たったそれだけのことで、魚がすめる湖ができたり、つめたいジュースがおいしく飲めたりするんだね。ふだん何気なく見ている氷にも、こんなすてきなひみつがかくれてたんだ。今日もいっしょに新しいなぜ、見つけられたかな?

よくある質問

Q. 氷が水にうくのはなぜですか?

水がこおると分子がすきまを作って並ぶため、おなじたいせき(体積)でも氷のほうが軽く(みつど=密度がちいさく)なるんだよ。軽いから水の上にぷかっとうくんだね。

Q. 水がこおると大きくなるのはなぜ?

水のぶんし(分子)が六角形のけっしょう(結晶)をつくって、えきたいのときよりすきまが広がるからだよ。たいせきは約9%もふえるんだって!

Q. 氷がうくことは自然界でどんないみがあるの?

湖やうみのひょうめん(表面)だけがこおることで、水の中の魚やいきものが冬でも生きられるかんきょうが守られているんだよ。氷がうくのは、いきものにとってとても大切なことなんだね。

Q. 塩水でも氷はうきますか?

うん、うくよ!塩水はふつうの水よりもおもい(密度が高い)から、氷はもっとうきやすくなるんだ。おうちで塩水をつくって実験してみるのもおもしろいよ!

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