思考実験は楽し～後編
2012年2月17日 雑談 コメント (2)昨日の記事の続きです。
元々の問題のミソは、0℃の静止した空気は断熱系になるのか、熱源になるか、低温源になるか
ということです。風があればおそらく熱源になるというのが最初の問答の中で思いついたこと。
断熱系0℃では、水は水のままだし、氷は氷のまま、水に氷を入れても水＋氷のまま
ということは熱力学の教科書どおり。
静止した空気でも、気体分子は動き回っています。0℃と言っても、気体分子それぞれの
運動の激しさはまちまち。運動の激しい気体分子が熱を与えることもあるし、運動の
穏やかな気体分子が熱を奪うこともあるでしょう。平均してみればそれが等しくなって
いるから、同じ温度と定義されているわけです。
巨視的に観れば熱の出入りは無いので、③どちらもそのままが一番尤もらしいかな。
微視的に観れば、運動の激しい気体分子が熱を与えてごく微小な領域の氷を溶かすことも
あれば、運動の穏やかな気体分子が熱を奪ってごく微小な領域の水を凍らせることも
ありうる、と言えるのかも知れません。
で、今日いろいろ氷について調べてみたら、こんな記事を発見。
http://eprints.lib.hokudai.ac.jp/dspace/bitstream/2115/43024/2/p054-057.pdf
周りの空気の気体分子とか関係なく、氷の表面は零下でも融けていて、疑似液体層に
覆われているそうです。これは知りませんでした。面白いですね～。
だから氷は滑りやすいとか。なるほど、納得です。
このことを考えると、昨日の問題の答えは、氷は表面が融けている状態、水は水のまま、
というのが最も正解に近いような気がします。
つまり②！ということになりそうです！。。
元々の問題のミソは、0℃の静止した空気は断熱系になるのか、熱源になるか、低温源になるか
ということです。風があればおそらく熱源になるというのが最初の問答の中で思いついたこと。
断熱系0℃では、水は水のままだし、氷は氷のまま、水に氷を入れても水＋氷のまま
ということは熱力学の教科書どおり。
静止した空気でも、気体分子は動き回っています。0℃と言っても、気体分子それぞれの
運動の激しさはまちまち。運動の激しい気体分子が熱を与えることもあるし、運動の
穏やかな気体分子が熱を奪うこともあるでしょう。平均してみればそれが等しくなって
いるから、同じ温度と定義されているわけです。
巨視的に観れば熱の出入りは無いので、③どちらもそのままが一番尤もらしいかな。
微視的に観れば、運動の激しい気体分子が熱を与えてごく微小な領域の氷を溶かすことも
あれば、運動の穏やかな気体分子が熱を奪ってごく微小な領域の水を凍らせることも
ありうる、と言えるのかも知れません。
で、今日いろいろ氷について調べてみたら、こんな記事を発見。
http://eprints.lib.hokudai.ac.jp/dspace/bitstream/2115/43024/2/p054-057.pdf
周りの空気の気体分子とか関係なく、氷の表面は零下でも融けていて、疑似液体層に
覆われているそうです。これは知りませんでした。面白いですね～。
だから氷は滑りやすいとか。なるほど、納得です。
このことを考えると、昨日の問題の答えは、氷は表面が融けている状態、水は水のまま、
というのが最も正解に近いような気がします。
つまり②！ということになりそうです！。。
