アイデア数理塾 京の算数学問題#750
算数学コラム
みなさんこんにちは！京都市中京区で塾を運営しております。油谷拓哉（ゆたに たくや）です！
冷たい飲み物を楽しむ際に欠かせない氷。しかし、氷を水に入れると「パキッ」と音を立てて割れることがあります。この現象はなぜ起こるのでしょうか？この記事では、氷が水に入れられると割れる理由について詳しく解説します。
氷の性質
氷は、水が0度以下の温度で個体になったものです。これを状態変化と言います。
氷の密度は約0.92 g/cm³で、水の密度約1 g/cm³よりも低いので氷を水に入れると浮くというわけです。
氷の割れるメカニズム
氷が割れる主な原因は、急激な温度変化によるものが原因であるとされています。
水は氷に比べると温度が高いです。
水に氷を入れると水に接している氷表面の温度が上がり一気に膨張しようとしますが、内部は冷たいままなので、大きさを維持しようとします。
その結果歪みが起こりひび割れが生じてしまいます。
氷が割れる音の理由
氷が割れる瞬間、「パキッ」という音がします。
この音の理由は、氷の内部で急激に発生する歪みの力が解放される際に生じる音です。
力の歪みが限界を超えて急速に解放されると、振動が発生し、音が出ます。
その音が「パキッ」という音の原因なのです。
まとめ
氷を水に入れると割れる理由は、急激な温度変化によって発生する内部と外部の温度差により生まれる歪みにあります。氷の表面が急速に温まり膨張しようとする一方で、内部はまだ冷たいままで収縮しているため、この膨張と収縮の差が歪みを生じさせ、結果的に割れることになります。また、この割れる瞬間に発生する力の解放が「パキッ」という音を生じさせます。氷の割れる現象は、身近な事なので１つの勉強に対するとっかかりとしておすすめです。
以上！京都市中京区のアイデア数理塾 油谷拓哉（ゆたに たくや）がお届けいたしました！
算数好きあつまれ〜！
京の算数学 解答#750
