過冷却の実験

本日は、教材出版社様から新規撮影のご依頼を頂き
撮影した「過冷却」の実験についてご紹介します。

みなさんご存知の通り、水は0度になると凍ります。
ですが、実は、ゆっくり、そして均一に冷やすと、
「過冷却」状態になり、0度以下になっても凍らないことがあるんです。
そして、その過冷却状態の水に衝撃を与えると一気に凍るんです。

最近は、この原理を利用した面白い日本酒があるので、
ご存知の方もいらっしゃるかもしれませんね。
白鶴酒造さんが「みぞれ酒」という名前の商品を出しています。
http://www.hakutsuru.co.jp/mizore/mizore_about.shtml


さて、それでは実験を始めましょう。

●用意するもの
・空の500ミリペットボトル
・精製水 400ミリほど
・ペットボトルホルダー 例↓
http://www.mahawealth.com/maha/read.php?tid=213
・上記ペットボトルホルダーがちょうど入るようなダンボール箱
・過冷却水の受け皿となるお皿、またはボール
・冷凍庫


●手順
① まず、ペットボトルに3/4ほど精製水を入れキャップを閉めます。
② ペットボトルホルダーに入れ、さらにそれを
　　ちょうど同じぐらいの大きさに作ったダンボール箱に入れます。
③ 横にした状態で冷凍庫に入れます。
　　この時、ついでにお皿も一緒に冷凍庫に入れます
④ 冷蔵庫の機種やその他環境によりますが、約5時間待ちます。　
⑤ 最初に冷やしたお皿を取り出し机等に置きます。
⑥ 次に、ペットボトルに刺激を与えないようにゆっくり取り出します。
⑦ そして、お皿にゆっくりとペットボトルの水を流します。

すると・・・

ご覧の通り、見事に氷の柱が出来上がります！

こうしてご覧頂くと、簡単な実験に見えるかもしれませんが、
実は成功するまでに3,4回程失敗をしています。

手順④の冷凍庫に入れておく時間がとても難しく、
短いと過冷却状態にならずお皿に水を流しても一切固まりませんし、
長いと冷凍庫の中で固まってしまいます。
適正な時間は冷蔵庫や環境によって異なるので、
データを取りつつちょうど良い冷やす時間を見つけてください。

実験成功のポイントは・・・
・冷凍庫で冷やしてる間は衝撃を与えないために冷蔵庫を一切開けない。
・冷凍庫の温度はなるべく高めに設定しゆっくり冷やす。
・ペットボトルカバーやダンボールを使いさらにゆっくり均一に冷えるようにする。
といったところでしょうか。

崎山