同じことが同時に起こっている
まず、氷です。これは削ってカキ氷にするように、細かくすることができます。雪も積もると綿のように見えますが、よく見ると小さな氷の結晶の集まりなんです。この塊がすき間なくギッシリ詰まったの氷です。水は氷と同じですが、ギッシリはしていません。川のように流れていくことができます。でも、氷と水は同じ水なんです。一方は「個体」、一方は「液体」と表現しますが、温度の違いで水が変化したものです。
水の中には、温度によって水になったり氷になったりする小さな塊がたくさん集まっているのです。
では、氷の融点、つまり0℃で水は氷になり、0℃で氷は水になるってどんなことなんでしょうか。
このクラスに50人(昔は50人学級だった)います。教室を半分に分けて25人が氷の役、25人が水の役になってください。今教室の気温は20℃です。氷の役の人はどうしますか? 溶けて水になりますよね。水の役の人はなにも変化しませんからお休みです。
では、教室を氷点下20℃にしましょう。今度は逆に、水の役の人は忙しいですよ。水ではいられないので、氷になります。氷の役の人は今度はお休みです。
ここ、分かりますよね。
では、もう一度25人が氷、25人が水に戻しましょう。
さーて、問題の0℃です。教室をピッタリ0℃にします。
まず、水の役の人はどうしますか。水は零度で氷になる。ですから、一生懸命に氷になりますね。
じゃあ、氷の役の人はどうしますか。氷は0℃で水になる。ですから、これも一生懸命水になりますね。今度は休んでいる人が居ません。
そして、氷の役の人は一生懸命水になったのに「水は0℃で氷になる」ですから、また氷にならないとだめです。同じように水の役の人は一生懸命氷になったのに「氷は0℃で水になる」ですから、水に戻らなければだめです。忙しいですねぇ。
あれ、でも、教室にある氷の役をやってる人数は、人は違うけどいつも25人で変わりませんね。水は0℃でこんな動きをするんですね。
じゃあ、今度は50人全員が氷の役をやりましょう。教室が0℃になりました。どうしますか。水になる? でも、水は零度で氷になるんですよ。忙しいですね。みんな水になってすぐに氷になって、またすぐに水になって。水になったらすぐに氷になって。
こんなに一生懸命やっても、教室を外から見ると氷の役の人は50人です。「一生懸命やってるんですけどねぇ」と小泉純一郎首相から外務大臣を更迭された田中真紀子さんのように愚痴も出ますよね。
じゃあ、今度は50人全員が水の役を……。
もういいですね。教科書の「水は0℃で氷になる、氷は0℃で水になる」というのは、このようなことを言葉で書いたんです。実際には、0℃の水や氷は、一生懸命変わろうとしてるんです。
難しい言葉で言うと、0℃では水になりたい人が半分、氷になりたい人が半分の状態ということです。1℃になると全員水になるし、氷点下1℃だと全員氷になるって、その境目が0℃なんです。これが難しい言葉で言うと「氷の融点」なんです。分かりましたか?
#分子とか、潜熱とかも入れると科学的なのでしょうが、小学生向けだけでなく大人も含めて0℃って世界にのみ着目して説明してみました。